Question

20．物理興趣小組同學(xué)對物體的浮沉條件進(jìn)行研究．先將一個邊長為10cm的正方體實(shí)心物塊放置在玻璃容器的底部（如圖甲所示），然后逐漸向容器中倒水（水始終未溢出）．他們通過測量容器中水的深度h，分別計算出該物塊所受到的浮力F_浮，并繪制了如圖乙所示的圖象．

請解答下列問題：
（1）分析說明，容器中水的深度由0逐漸增加到8cm前的過程中，物塊對容器底部的壓強(qiáng)是怎樣變化的？
（2）當(dāng)容器中水的深度達(dá)到12cm時，物塊浸入水中的深度是多少？
（3）物塊的密度是多少？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由圖象可知，容器中水的深度由0逐漸增加到8cm前的過程中，物塊受到的浮力增大，物體對容器底的壓力F=G-F_浮越來越小，受力面積不變，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$可知物塊對容器底部的壓強(qiáng)變化；
（2）由圖象可知，水的深度增大到8cm后物塊受到的浮力不變，即物塊漂浮，據(jù)此進(jìn)行解答；
（3）由圖象可知物塊漂浮時受到的浮力即為物塊的重力，根據(jù)G=mg求出質(zhì)量，根據(jù)V=L³求出體積，利用ρ=$\frac{m}{V}$求出物塊的密度．

解答 解：（1）由圖象可知：水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，物塊受到的浮力F_浮越來越大，
物體對容器底的壓力F=G-F_浮越來越小，物體與容器底的接觸面積S不變，
由p=$\frac{F}{S}$可知，物體對容器底的壓強(qiáng)變��；
（2）物塊的高為10cm，由圖象可知，水的深度增大到8cm后，物塊受到的浮力不變，則物塊沒有全浸入，
當(dāng)容器中水的深度達(dá)到12cm時，物塊浸入水中的深度仍為8cm不變；
（3）由圖象可知，物塊漂浮時受到的浮力為8N，則物塊的重力：
G=F_浮=8N，
由G=mg可得，物塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{8N}{10N/kg}$=0.8kg=800g，
物塊的體積：
V=L³=（10cm）³=1000cm³，
物塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{800g}{1000c{m}^{3}}$=0.8g/cm³．
答：（1）容器中水的深度由0逐漸增加到8cm前的過程中，物塊對容器底部的壓強(qiáng)變��；
（2）當(dāng)容器中水的深度達(dá)到12cm時，物塊浸入水中的深度是8cm；
（3）物塊的密度是0.8g/cm³．

點(diǎn)評 本題考查了壓強(qiáng)公式、物體浮沉條件和密度公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．