Question

5．如圖，把一質量為60g的石塊，放在盛有20mL水的量筒中，水面上升到如圖的位置，此時測得量筒內水深10cm，g=10N/kg，求：
（1）石塊的重力；
（2）石塊的密度；
（3）放入石塊后水對量筒底部的壓強；
（4）石塊所受到的浮力．

Answer 1

分析 （1）知道石塊的質量，利用重力公式G=mg求石塊的重力；
（2）由圖讀出量筒的示數，減去原來水的體積（排水法），可求石塊的體積；知道石塊的質量，求出了石塊的體積，利用密度公式求石塊的密度；
（3）知道放入石塊后水的深度，利用p=ρgh求水對量筒底部的壓強；
（4）石塊浸沒在水中，石塊排開水的體積等于石塊的體積，利用阿基米德原理求石塊受到水的浮力．

解答 解：
（1）石塊的重力：
G=mg=60×10^-3kg×10N/kg=0.6N；
（2）由圖知，V_總=40ml，
石塊的體積：
V_石=V_總-V_水=40ml-20ml=20ml=20cm³，
石塊的密度：
ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{60g}{20c{m}^{3}}$=3g/cm³；
（3）放入石塊后水對量筒底部的壓強：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa；
（4）因為石塊浸沒在水中，
所以排開水的體積：
V_排=V_石=20cm³=20×10^-6m³，
石塊受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×20×10^-6m³×10N/kg=0.2N．
答：（1）石塊的重力為0.6N；
（2）石塊的密度為3g/cm³；
（3）放入石塊后水對量筒底部的壓強為1000Pa；
（4）石塊所受到的浮力為0.2N．

點評 本題考查了重力的計算、密度的計算、浮力的計算、液體壓強的計算．關鍵是利用排水法求出石塊的體積，計算時注意單位統一．