Question

物理興趣小組同學對物體的浮沉條件進行研究，在一個重為4N，底面積為200cm²的圓柱形薄壁玻璃容器底部，放一個邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（始終未溢出）．通過測量容器中水的深度h，分別計算出該物塊所受到的浮力F_浮，并繪制了如圖所示的圖象．請你解答下列問題（g取10N/kg）．
（1）分析圖象可知，水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，物塊受到的浮力越來越

 

，繼續往容器中倒水，隨著水的深度增加，水對容器底部的壓強

 

．當水深增至8cm后，物塊處于

 

（選填：漂浮、懸浮或下沉）狀態．
（2）物塊的重力是多少？物塊的密度是多少？
（3）將物塊取出后，若容器中水的重力為20N，此時容器對水平桌面的壓強是多少？

Answer 1

分析：（1）看懂圖象中隨著水的深度的增大物體受到的浮力的變化規律，會用公式p=ρgh判斷液體對容器底的壓強變化，會根據圖象判斷出物體在水中的狀態；
（2）根據物體處于漂浮狀態，由圖象找到物體的重力大小，用數學方法算出物體體積V，再根據公式ρ=

m

V

算出物體的密度；
（3）先算出容器對桌面的壓力F，再用公式P=

F

S

算出容器對桌面的壓強．

解答：解：（1）由圖象可知：水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，物塊受到的浮力越來越大；由公式p=ρgh，隨著水的深度增大，液體對容器底的壓強增大；水的深度增大到8cm后，物塊受到的浮力不再發生變化，所以物塊處于漂浮狀態；
故答案為：大、增大、漂浮．
（2）由圖象可知，G=F_浮=8N，
物塊的體積V=10cm×10cm×10cm=1×10^-3m³，
物塊的密度ρ=

m

V

=

G

gV

=

8N

10N/kg×1×10-3m3

=0.8×10³kg/m³．
答：物塊的重力為8N，密度為0.8×10³kg/m³．
（3）容器對桌面的壓力F=G_水+G_容器=20N+4N=24N，
容器對桌面的壓強P=

F

S

=

24N

200×10-4m2

=1200Pa．
答：容器對水平桌面的壓強是1200Pa．

點評：看懂圖象是學習物理的一項基本能力；計算物體密度的公式是ρ=

m

V

，液體壓強的公式是P=ρgh，壓強的通用公式是P=

F

S

；求容器對桌面的壓強，要先求出容器對桌面的壓力F，再求壓強P．