漂浮在水面上的木块,静止时有的体积露在水面之上,如果在木块顶部放一个质量为lkg的铁块,则恰好能使木块全部浸没在水中,如图所示,求:
(1)画出木块漂浮在水面上时的受力示意图;
(2)求木块的密度和体积.(g取10N/kg)
网友回答
解:(1)因为木块漂浮,所以木块受到的浮力与重力是一对平衡力,重力方向竖直向下,浮力方向竖直向上,如图所示:
;
(2)漂浮在水面上的木块,重力和浮力相等;
∵ρ水gV木=ρ水gV排
V排=V木,
∴ρ木=800kg/m3;
当木块完全浸没时:
G铁+G木=F浮′
则:m铁g+ρ木gV木=ρ水gV木
代入数据:1kg×10N/kg+800kg/m3×10N/kg×V木=1.0×103kg/m3×10N/kg×V木
解得V木=5×10-3m3.
答:(1)见上图;
(2)木块的密度为800kg/m3;
木块的体积为5×10-3m3.
解析分析:(1)掌握受力示意图的画法,木块漂浮在水面上,受到浮力和重力的作用,且浮力等于重力;
(2)根据漂浮时浮力与重力相等,结合阿基米德原理列出关系式得出木块的密度;
将铁块和木块作为整体进行分析,此时漂浮,浮力等于木块和铁块的总重力,列出关系式求出木块的体积.
点评:此题考查了有关浮力和重力的示意图的画法,注意两者的方向,同时注意线段的长度相等;同时考查了阿基米德原理的利用及浮沉条件的应用,还涉及到了有关密度公式的应用,综合性较强.