Question

（2009?和平區(qū)二模）某校物理興趣小組同學(xué)對物體的浮沉條件進(jìn)行研究：在一個(gè)重為4N，底面積為200cm²的圓柱形薄壁玻璃容器底部，放一個(gè)邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（水始終未溢出）．通過測量容器中水的深度h，分別計(jì)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

大

，繼續(xù)往容器中倒水，隨著水的深度增加，水對容器底部的壓強(qiáng)

增大

．當(dāng)水深增至8cm后，物塊處于

漂浮

（選填“漂浮”、“懸浮”或“下沉”）狀態(tài)．
（2）物塊的重力是多少？物塊的密度是多少？
（3）當(dāng)水的深度為4cm時(shí)，水對容器底的壓強(qiáng)和木塊對容器底的壓強(qiáng)分別是多少？

Answer 1

分析：（1）觀察圖象中一開始的變化趨勢可以看出，浮力在逐漸增大．液體內(nèi)部壓強(qiáng)會隨深度的增加而增大．從圖象看，當(dāng)水深達(dá)到8cm后，物塊的浮力不再增加，比較水深與物塊的邊長可以看出它此時(shí)的浮沉狀況；
（2）確定了物塊漂浮，便可根據(jù)圖中的浮力得出物塊的重力，再利用密度公式即可求出物塊的密度．
（3）根據(jù)P=ρgh可求水對容器底的壓強(qiáng)；根據(jù)圖象可知，當(dāng)水的深度為4cm時(shí)的浮力，再根據(jù)F=F_支=G-F_浮可求出木塊對容器底的壓力，然后利用P=

F

S

即可求出木塊對容器底的壓強(qiáng)．

解答：解：（1）讀圖可知，水深從0逐漸增加到8cm的過程中，物塊所受浮力是越來越大的；水的深度增加，底部所受壓強(qiáng)會增大；圖中當(dāng)水深增至8cm以后，浮力不再變化，且此時(shí)的水深小于物塊的邊長10cm，因此，說明物塊處于漂浮狀態(tài)；
故答案為：大；增大；漂�。�
（2）因?yàn)槲飰K漂浮，所以重力=浮力=8N，
物塊的密度ρ_物=

m

V

=

G

gL3

=

8N

10N/kg×10-3m3

=800kg/m³．
（3）水對容器底的壓強(qiáng)P=ρgh=1.0×10³kg/m³×0.04m=400Pa，
由圖象可得此時(shí)F_浮=4N，
木塊對容器底的壓力F=F_支=G-F_浮=8N-4N=4N，
木塊對容器底的壓強(qiáng)P=

F

S

=

4N

100×10-4m2

=400Pa．
答：（2）物塊的重力是8N；物塊的密度是800kg/m³．
（3）當(dāng)水的深度為4cm時(shí)，水對容器底的壓強(qiáng)為400Pa；木塊對容器底的壓強(qiáng)是400Pa．

點(diǎn)評：閱讀圖象，從中獲取有用的數(shù)據(jù)是本題解決的關(guān)鍵．其中通過比較水深與物塊邊長判斷物塊的浮沉狀況，決定了能否順利求出物塊的重力與密度，值得我們學(xué)習(xí)與借鑒．