Question

物理興趣小組的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，放入一個邊長為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（g=10N/kg）．則
（1）當容器中的水深為12cm時，物塊受到的浮力為多少？
（2）物塊的重為多少？
（3）當物塊浸在水中，且容器中盛有重28N的水，此時容器對水平面的壓強為多少？

Answer 1

分析：（1）觀察圖象中一開始的變化趨勢可以看出，浮力在逐漸增大，當水深達到8cm后，物塊的浮力不再增加，此時物體處于漂浮狀態，受到的浮力不變；
（2）根據物體漂浮條件求出物塊的重力；
（3）容器對水平面的壓力等于水和物塊以及容器的重力之和，根據壓強公式求出此時容器對水平面的壓強．

解答：解：（1）由圖象可知，當容器內水深8cm以后，物體處于漂浮狀態狀態，受到的浮力不變，
∴當容器中的水深為12cm時，物塊受到的浮力F_浮=8N；
（2）∵物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，
∴物塊的重力G=F_浮=8N；
（3）當物塊浸在水中，且容器中盛有重28N的水時，容器對水平面的壓力：
F=G_水+G_物+G_容=28N+8N+4N=40N，
容器對水平面的壓強：
p=

F

S

=

40N

200×10-4m2

=2000Pa．
答：（1）當容器中的水深為12cm時，物塊受到的浮力為8N；
（2）物塊的重為8N；
（3）當物塊浸在水中，且容器中盛有重28N的水，此時容器對水平面的壓強為3000Pa．

點評：本題考查了浮力、物重和壓強的計算，關鍵是看明白圖象所表示的意義，要注意水平面上物體的壓力和自身的重力相等，同時注意單位的換算．