Question

（2011?紅橋區一模）物理興趣小組同學對物體的浮沉條件進行研究．在一個重為4N，底面積為200cm²的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（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．請解答下列問題：
（1）分析圖象可知，水的深度由0逐漸增加到8cm前的過程中，物塊受到的浮力怎樣變化？這一過程中液體對容器底部的壓強又怎樣變化？
（2）當容器中水深超過8cm以后，物塊處于什么狀態？為什么？
（3）將物塊取出后，若容器中水的重力為20N，此時容器對水平桌面的壓強是多少？
（4）物塊的密度是多少？

Answer 1

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，利用公式p=ρgh判斷液體對容器底的壓強變化；
（2）物塊的高為10cm，水的深度增大到8cm后，物塊沒有全浸入，物塊受到的浮力不再發生變化，說明物塊漂��；
（3）先算出容器對桌面的壓力F，再用公式P=

F

S

算出容器對桌面的壓強．
（4）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=

m

V

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；由公式p=ρgh，隨著水的深度增大，液體對容器底的壓強增大；
（2）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；
（3）容器對桌面的壓力：
F=G_水+G_容器=20N+4N=24N，
容器對桌面的壓強：
P=

F

S

=

24N

200×10-4m2

=1200Pa；
（4）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=

m

V

=

G g

V

=

8N 9.8N/kg

1×10-3m3

≈0.82×10³kg/m³；
答：（1）浮力變大，壓強增大；
（2）漂浮狀態，從圖可知，水到8cm時浮力不再增大，此時物體并沒完全浸沒水中，有部分體積露出水面；
（3）容器對水平桌面的壓強是1200Pa；
（4）物塊的密度是0.82×10³kg/m³．

點評：看懂圖象是學習物理的一項基本能力．本題考查了學生對密度公式ρ=

m

V

、液體壓強公式是p=ρgh、壓強定義式P=

F

S

的掌握和運用，求容器對桌面的壓強，要先求出容器對桌面的壓力、再壓強．