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12.如圖所示,木塊A漂浮在水面上,它的上面放一石塊B,此時木塊A排開水的體積為V1,若將石塊B從木塊A上取下放入水中,靜止后木塊和石塊排開水的 總體積為V2,已知V1-V2=3dm3,木快A的 體積為6dm3石塊B的密度為3×103kg/m3(g取10N/kg),則容器底對石塊B的 支持力為( 。
A.10NB.20NC.30ND.40N

分析 如圖,因為A和B漂浮在水面上,F(xiàn)=G=G;將石塊B從木塊A上取下,放入水中,靜止時,木塊漂浮、石塊下沉,可求二者受到的浮力F′=G=GA+F浮B,聯(lián)立方程組求出B的體積;
B沉入水底,受到的重力等于浮力加上支持力,利用阿基米德原理、重力公式和密度公式求出物體B重和受到的浮力,從而可求容器底對B的支持力.

解答 解:如圖,A和B漂浮在水面上,
FV1g=GA+GB=GABVBg,--------①
將石塊B從木塊A上取下,放入水中,靜止時,木塊漂浮、石塊下沉,二者受到的浮力:
F′=ρV2g=GA+F浮B=GAVBg,--------②
①-②得:
ρBVBg-ρVBg=ρV1g-ρV2g,
VB=$\frac{{ρ}_{水}({V}_{1}-{V}_{2})}{{ρ}_{B}-{ρ}_{水}}$=$\frac{1g/c{m}^{3}×3×1{0}^{3}c{m}^{3}}{3g/c{m}^{3}-1g/c{m}^{3}}$=1.5×103cm3=1.5×10-3m3
B在水中下沉,靜止時,受到的重力等于浮力加上支持力,即F浮B+F=GB,
F浮BVBg=1×103kg/m3×1.5×10-3m3×10N/kg=15N,
GBBVBg=3×103kg/m3×1.5×10-3m3×10N/kg=45N,
所以,F(xiàn)=GB-F浮B=45N-15N=30N.
故選C.
(附另解:石塊拿下放入水中,必然下沉,此時水面下降;
V1-V2=3dm3=0.003m3,
可以認為,這個下降的體積是由于浮力減小而造成的,而這個減小的浮力就是支持力.
則F(V1-V2)g=1×103kg/m3×0.003m3×10N/kg=30N.)

點評 本題考查了學生對重力公式、密度公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運用,分析題意“將石塊B從木塊A上取下,放入水中,靜止時,木塊漂浮、石塊下沉”得出二者受到的浮力F′=G=GA+F浮B是本題的關鍵.

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