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9.如圖甲所示,柱狀容器內放入一個體積大小為160cm3的長方體木塊且容器足夠高,現不斷向容器內注入水,并記錄木的總體積V和所對應的水的深度h,V和h的對應關系如圖乙所示.則長方體木塊的底面積S1為8cm2,物體的密度為0.75×103kg/m3

分析 (1)觀察圖象中數據可知,h從5-10cm,可求水的體積變化△V=(S2-S1)△h=60cm3;h從18-21cm,水的體積變化△V′=S2(h5-h4)=60cm3,據此求出S2和S1的大。
(2)知道長方體木塊的體積,可求長方體木塊的高,分析數據,如果長方體木塊的密度大于或等于水的密度,在加水過程中長方體木塊將靜止在容器底不會上浮,容器內水的體積變化應該與h的變化成正比,由表中數據可知器內水的體積變化應該與h的變化不成正比,所以長方體木塊的密度小于水的密度;因此隨著水的增多,長方體木塊將漂浮在水面上,
設長方體木塊浸入的深度為H,當h5=21cm時,知道水的體積,可求長方體木塊浸入的深度,進而求出此時排開水的體積,根據漂浮體積和阿基米德原理求出長方體木塊的密度.

解答 解:(1)由表中數據可知,h從5-10cm,水的體積變化:
△V=(S2-S1)(10cm-5cm)=60cm3,----------①
h從18-21cm,水的體積變化:
△V′=S2(h5-h4)=60cm3
即:S2(21cm-18cm)=60cm3,
解得:S2=20cm2
代入①得:S1=8cm2;
(2)由于長方體木塊的體積V=S1H,則柱狀物體的高:
H=$\frac{{V}_{木}}{{S}_{1}}$=$\frac{160c{m}^{3}}{8c{m}^{2}}$=20cm;
如果長方體木塊的密度大于或等于水的密度,在加水過程中長方體木塊將靜止在容器底不會上浮,容器內水的體積變化在20cm以內應該與h的變化成正比;
由圖象數據可知器內水的體積變化應該與h的變化不成正比,所以長方體木塊的密度小于水的密度;因此隨著水的增多,長方體木塊將漂浮在水面上,
設長方體木塊浸入的深度為H,
當h5=21cm時,
水的體積:
S2h5-S1H=300cm3,
即:20cm2×21cm-8cm2×H=300cm3
解得:
H=15cm,
此時排開水的體積:
V=S1H=8cm2×15cm=120cm3,
由于長方體木塊漂浮,則F=G,
即:ρVg=ρVg,
所以,1×103kg/m3×120cm3×g=ρ×160cm3×g,
解得:
ρ=0.75×103kg/m3
故答案為:8;0.75×103

點評 本題為填空題,實質是一道復雜的力學計算題,考查了學生對阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運用,根據表中數據確定最后柱狀物體的狀態(tài)是本題的關鍵.

練習冊系列答案
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A.
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B.
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A.
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