Question

2．如圖甲所示，圓柱形容器中盛有適量的水，其內(nèi)底面積為100cm²．彈簧測(cè)力計(jì)的下端掛著一個(gè)正方體花崗巖，將花崗巖從容器底部開始緩慢向上提起的過程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與花崗巖下底距容器底部的距離h的關(guān)系如圖乙所示．則花崗巖未露出水面前所受水的浮力為2N，從開始提起到花崗巖完全離開水面，水對(duì)容器底部減小的壓強(qiáng)為200Pa．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由圖乙可知，花崗巖在露出水面時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，可得花崗巖的重力；又可得花崗巖在未露出水面前彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，利用稱重法可得花崗巖所受水的浮力大小；
（2）由阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排可得花崗巖的體積；花崗巖離開水面后，水面下降的高度等于排開水的體積除以容器底面積，再利用液體壓強(qiáng)公式求水對(duì)容器底部減小的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）由圖乙可知，花崗巖的重力G=5.6N，
花崗巖在未露出水面前彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=3.6N，
則未露出水面前花崗巖所受水的浮力：
F_浮=G-F=5.6N-3.6N=2N；
（2）由F_浮=ρ_水gV_排可得花崗巖的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
花崗巖離開水面后，水面下降的高度：
△h=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{容}}$=$\frac{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=0.02m，
水對(duì)容器底部減小的壓強(qiáng)：
△p=ρ_水g△h=1×10³kg/m³×10N/kg×0.02m=200Pa．
故答案為：2；200．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了重力公式、密度公式、液體壓強(qiáng)公式、阿基米德原理的應(yīng)用，能根據(jù)圖象提供的信息利用稱重法求出花崗巖受到的浮力是關(guān)鍵．