Question

物理興趣小組同學對物體的浮沉條件進行研究，在一個圓柱形薄壁玻璃容器底部，放一個邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（始終未溢出）．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，并繪制了如圖所示的圖象．分析圖象可知，在不斷往容器中倒水深度逐漸增加的過程中，物塊受到浮力的變化規律是    ，當物塊靜止時，水對物塊底部的壓強是    ，物塊的密度是    ．（g=10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：（1）看懂圖象中隨著水的深度的增大物體受到的浮力的變化規律；
（2）當物塊靜止時，物體處于漂浮狀態，由圖象可得物體受到的浮力，而F_浮=ρgV_排可求出物體排開水的體積，然后可知浸入水的深度h₁，再利用液體壓強的公式p=ρgh可計算出水對物塊底部的壓強．
（3）物體處于漂浮狀態，由圖象可得物體受到的浮力，而F_浮=G，可求物體重；再求出物體體積，利用重力公式和密度公式ρ=算出物體的密度．
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，物塊受到的浮力越來越大；當水的深度增大到8cm后，物塊受到的浮力不再發生變化，物塊沒有全浸入，所以物塊處于漂浮狀態；
（2）當物塊靜止時，物體處于漂浮狀態，由圖象可知，G=F_浮=8N，F_浮=ρgV_排可得V_排===8×10^-4m³，
則浸入水的深度h₁===0.08m，
水對物塊底部的壓強p=ρgh₁=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.08m=800Pa．
（3）由圖象可知，G=F_浮=8N，
物塊的體積：
V=10cm×10cm×10cm=1×10^-3m³，
物塊的密度：
ρ====0.8×10³kg/m³．
故答案為：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；當水的深度增大到8cm后，物塊受到的浮力不再發生變化；800Pa；0.8×10³kg/m³．
點評：看懂圖象是學習物理的一項基本能力；計算物體密度的公式是ρ=，液體壓強的公式是p=ρgh，壓強的通用公式是p=，關鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是對木塊進行受力分析，解題過程中要注意單位的統一．