Question

一個底面積為S的燒杯裝有一定質(zhì)量的水，將一木塊放入水中靜止時如圖甲所示，燒杯中水深為h₁；將一小正方體石塊放在木塊上，如圖乙所示，燒杯中水深為h₂；若將石塊放入水中，如圖7丙所示，燒杯中水深為h₃．則關(guān)于石塊的質(zhì)量m、體積V_石、石塊的密度ρ_石、石塊放入燒杯后對杯底的壓力F，下列判斷正確的是（ ）

A．m=（h₃-h₂）Sρ_水
B．ρ_石=ρ_水
C．F=（h₂-h₃）ρ_水gS
D．V_石=（h₃-h₂）?S

Answer 1

【答案】分析：由甲乙圖先求出石塊放在木塊上時比放木塊多排開液體的體積，根據(jù)浮力公式求出石塊放在木塊上時受到的浮力；因兩次木塊漂浮，求出此時石塊受到的浮力即為石塊的重力；根據(jù)G=mg求出石塊的質(zhì)量．
由甲丙兩圖求出小石塊的體積，及石塊放入水中受到的浮力；根據(jù)ρ=求出石塊的密度；根據(jù)小石塊受到的重力與浮力之差就是石塊對杯底的壓力，求出石塊放入燒杯后對杯底的壓力F即可選出答案．
解答：解：由甲乙圖可知，石塊放在木塊上時比木塊多排開液體的體積：
V=（h₂-h₁）S
此時石塊受到的浮力：
F_石=ρ_水gV=ρ_水g（h₂-h₁）S
∵木塊和石塊放在木塊上時的木塊漂浮，
∴小石塊的重力：
G_石=ρ_水g（h₂-h₁）S
小石塊的質(zhì)量：
m===ρ_水（h₂-h₁）S；
由甲丙兩圖可知：
小石塊的體積：
V_石=（h₃-h₁）S
小石塊在水中受到的浮力：
F_石′=ρ_水gV_排=ρ_水g（h₃-h₁）S
小石塊的密度：
ρ_石===ρ_水
小石塊受到的重力與浮力之差就是石塊對杯底的壓力：
F=G_石-F_石′=ρ_水g（h₂-h₁）S-ρ_水g（h₃-h₁）S=ρ_水g（h₂-h₃）S
故選BC．
點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生分析獲得所給圖中信息，利用浮沉條件和密度公式解決問題的能力；求出石塊的質(zhì)量、體積以及知道石塊對杯底產(chǎn)生壓力的原因是解決本題的關(guān)鍵．