Question

19．如圖所示，小明利用彈簧測力計、物塊、水等器材來做探究實驗．甲圖中一長方體物塊放在了水平桌面上，已知該物塊的底面積是50cm²．小明用彈簧測力計勻速拉著物塊豎直向上運動時，彈簧測力計的示數(shù)如圖乙所示；小明又拉著物塊浸沒在水中靜止時，彈簧測力計的示數(shù)如圖丙所示．求：（g取10N/kg）
（1）浸沒在水中的物塊所受到的浮力；
（2）甲圖中，物塊對水平桌面的壓強；
（3）該物塊的密度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)彈簧測力計的示數(shù)可知物體重和浸沒在水中時的拉力，根據(jù)稱重法F_浮=G-F求出該物體在水中受到的浮力．
（2）已知物體的重力，此時物塊對水平桌面的壓力等于其重力，又知道該物塊的底面積是50cm²．利用p=$\frac{F}{S}$可求得物塊對水平桌面的壓強．
（3）已知物體的重力可求得其質(zhì)量，已知浮力可求得其排開水的體積，因為浸沒，所以V_排=V，再利用密度公式求解即可．

解答 解：（1）根據(jù)彈簧測力計的示數(shù)可知：G=4N，F(xiàn)=2N，則該物體在水中受到的浮力F_浮=G-F=4N-2N=2N．
（2）甲圖中，物塊對水平桌面的壓力F=G=4N，
物塊的底面積S=50cm²=5×10^-3m²，
物塊對水平桌面的壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{4N}{5×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=800Pa；
（3）物體的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg，
由F_浮=ρ_水gV_排可得，
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
因為浸沒，所以V_排=V=2×10^-4m³，
物塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.4kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2×10³kg/m³．
答：（1）浸沒在水中的物塊所受到的浮力為2N；
（2）甲圖中，物塊對水平桌面的壓強為800Pa；
（3）該物塊的密度為2×10³kg/m³．

點評 本題考查了稱重法和阿基米德原理的應(yīng)用，壓強的計算，密度的計算等多個知識點，是一道綜合性較強的題目．