如图1所示,一个边长为10cm的立方体木块,下面用一段细线与木块相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多).现向容器中慢慢加水,如图2所示.若细

发布时间:2020-08-12 08:47:11

如图1所示,一个边长为10cm的立方体木块,下面用一段细线与木块相连,细线另一端固定在容器底(容器高比细线与木块边长之和大得多).现向容器中慢慢加水,如图2所示.若细线中的拉力用F表示,容器中水的深度用h表示.则图3可以正确描述拉力F随深度h变化的关系图象.(g=10N/kg)

(1)图象中的A点对应木块在水中的位置是处于什么状态?
(2)该木块浸没在水中所受的浮力为多少牛顿?
(3)该木块的密度为多少?

网友回答

解:(1)我们结合图3将木块的各个状态分解出来,OA过程就是水面上升到线刚好伸直,而此时线对木块没有拉力,如下图所示:

由此可知,此时为漂浮状态(F浮=G).
答:图象中的A点对应木块在水中的位置是处于漂浮状态.
(2)由分析可知,木块浸没在水中所受的浮力F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N,
答:该木块浸没在水中所受的浮力为10N.
(3)由图象可知,拉力为4N,则木块的重力G=F浮-F=10N-4N=6N,
则木块的质量m===0.6kg,
木块的密度ρ===0.6×103kg/m3.
答:木块的密度为0.6×103kg/m3.
解析分析:(1)结合图3将木块的各个状态分解出来,即可知A点对应木块在水中的位置是处于什么状态;
(2)根据F浮=ρgV排可求出木块浸没在水中的浮力;
(3)再加水后线对木块就有拉力F,水面从上图1位置上升到下图2位置(水面刚好没过木块)拉力F逐渐增大直到最大,这一过程就是图3中的AB阶段,再加水后拉力F=4N不变,就是图象中的BC阶段,由图可以分析,物体的浮力等于物体本身的重力加上绳子对物体的拉力,然后根据G=F浮-F可求出木块的重力,再利用ρ=可求出木块的密度.


点评:向容器中慢慢加水,物体浸入水中,排开水的体积越来越大,当物体漂浮时,此时拉力为0;继续加水,当物体受到的浮力大于物体重时,物体开始上升,当细线被拉直,细绳的拉力增大,当物体全浸入水中,排开水的体积不变、浮力不变,细线的拉力不变,这是解答此题额关键.
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