Question

13．如圖甲所示，水平面上有一底面積為5.0×10^-3m²的圓柱形薄壁容器，容器中裝有質(zhì)量為0.5kg的水．現(xiàn)將一個質(zhì)量分布均勻、體積為5.0×10^-5m³的物塊（不吸水）放入容器中，物塊漂浮在水面上，物塊浸入水中的體積為3.0×10^-5m³．求：（g取10N/kg，水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³）
（1）物塊受到的浮力．
（2）物塊的密度．
（3）如圖乙所示，如果用力緩慢向下壓物塊使其恰好完全浸沒在水中，則F=0.2N．

Answer 1

分析 （1）已知浸入水中的木塊體積（排開水的體積），利用阿基米德原理求所受浮力．
（2）由于物塊漂浮在水面上，根據(jù)漂浮條件可知物塊的重力，求出質(zhì)量，利用ρ=$\frac{m}{V}$求出物塊的密度；
（3）求出物塊全部浸入水中時受到的浮力，又知其重力，利用力的平衡計算壓力大小．

解答 解：（1）已知V_排=3.0×10^-5m³，
則F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×3×10^-5m³=0.3N．
（2）由于物塊漂浮在水面上，則物塊的重力G=F_浮=0.3N，
則質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{0.3N}{10N/kg}$=0.03kg；
物塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.03kg}{5.0×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³；
（3）物塊恰好完全浸沒在水中時受到的浮力：
${F}_{浮}^{′}$=ρ_水g${V}_{排}^{′}$=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-5m³=0.5N，
根據(jù)力的平衡可得，壓力：
F=${F}_{浮}^{′}$-G=0.5N-0.3N=0.2 N．
答：（1）物塊受到的浮力為0.3N．
（2）物塊的密為度0.6×10³kg/m³．
（3）0.2N．

點評 本題考查漂浮條件、阿基米德原理、壓強公式的應(yīng)用，以及力的平衡，這是中考必考題型，要熟練應(yīng)用．