物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究.在一个重为4N,底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放一个边长为10cm,的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出).通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F浮,并绘制了如图所示的图象,请解答下列问题.
(1)分析图象可知,水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中物块对容器底部的压强又怎样变化?
(2)将物块取出后,若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面的压强是多少?
(3)物块的密度是多少?
网友回答
解:(1)由图象可知:水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力F浮越来越大;
物体对容器底的压力F=G-F浮越来越小,物体与容器底的接触面积S不变,
由压强公式P=可知,物体对容器底的压强变小.
(2)容器对水平桌面的压力F′=G水+G容器=20N+4N=24N,容器对水平桌面的压强P===1200Pa;
(3)由图象可知,当水深度是8cm后,物体受到的浮力不再随水深度的变化而变化,物体处于漂浮状态,物体的重力G物=F浮=8N,∵G=mg,∴物体的质量m物===0.8kg,物体的密度ρ===800kg/m3.
答:(1)水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中物块对容器底部的压强逐渐变小.
(2)将物块取出后,若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面的压强是1200Pa.
(3)物块的密度是800kg/m3.
解析分析:(1)看懂图象中随着水的深度的增大物体受到的浮力的变化规律,求出物体对容器底压力如何变化,然后由压强公式判断物体对容器底的压强如何变化;
(2)求出容器对桌面的压力,然后由压强公式求出容器对桌面的压强.
(3)确定了物块漂浮,便可根据图中的浮力得出物块的重力,再利用密度公式即可求出物块的密度.
点评:阅读图象,从中获取有用的数据是本题解决的关键.其中通过比较水深与物块边长判断物块的浮沉状况,决定了能否顺利求出物块的重力与密度,值得我们学习与借鉴.