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6. 某物理兴趣小组的同学对物体的浮沉条件进行研究。在一个重为4 N、底面积为200 $cm^{2}$的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放一个边长为10 cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出)。通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力$F_{浮}$,并绘制如图所示的图像。请回答下列问题(g取10 N/kg):
(1)分析图像可知,水的深度由0逐渐增加到8 cm的过程中,物块受到的浮力怎样变化?这一过程中物块对容器底部的压强又怎样变化?
(2)当容器中水深超过8 cm以后,物块处于什么状态?为什么?
(3)将物块取出后,若容器中水的重力为20 N,此时容器对水平桌面的压强是多少?
(4)物块的密度是多少?
![img id=6]
(1)分析图像可知,水的深度由0逐渐增加到8 cm的过程中,物块受到的浮力怎样变化?这一过程中物块对容器底部的压强又怎样变化?
(2)当容器中水深超过8 cm以后,物块处于什么状态?为什么?
(3)将物块取出后,若容器中水的重力为20 N,此时容器对水平桌面的压强是多少?
(4)物块的密度是多少?
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答案:
(1)浮力变大。压强变小。
(2)漂浮状态。从图像看,当水深达到8cm后,物块的浮力不再增加,比较水深与物块的边长可以看出它此时处于漂浮状态。
(3)容器对桌面的压力F = G_{水} + G_{容器} = 20N + 4N = 24N,容器对桌面的压强p = $\frac{F}{S}$ = $\frac{24N}{200×10^{-4}m^{2}}$ = 1200Pa。
(4)当h>8cm时,物块处于漂浮状态,则F_{浮} = G = 8N,由题知物块体积V = (0.1m)³ = 1×10⁻³m³,
由G = mg和m = ρV可得
ρ_{物} = $\frac{G}{gV}$ = $\frac{8N}{10N/kg×1×10^{-3}m^{3}}$ = 0.8×10³kg/m³。
(1)浮力变大。压强变小。
(2)漂浮状态。从图像看,当水深达到8cm后,物块的浮力不再增加,比较水深与物块的边长可以看出它此时处于漂浮状态。
(3)容器对桌面的压力F = G_{水} + G_{容器} = 20N + 4N = 24N,容器对桌面的压强p = $\frac{F}{S}$ = $\frac{24N}{200×10^{-4}m^{2}}$ = 1200Pa。
(4)当h>8cm时,物块处于漂浮状态,则F_{浮} = G = 8N,由题知物块体积V = (0.1m)³ = 1×10⁻³m³,
由G = mg和m = ρV可得
ρ_{物} = $\frac{G}{gV}$ = $\frac{8N}{10N/kg×1×10^{-3}m^{3}}$ = 0.8×10³kg/m³。
7. 如图甲,杆与正方体物块紧密连接,使物块往下运动逐渐浸入液体中。图乙是杆对物块竖直方向力的大小F随物块下表面到液面高度h的变化情况。忽略液体对物块的阻力及杆的体积。
(1)物块的重力是______N,物块在B位置时所受浮力是______N。
(2)物块的密度是______$kg/m^{3}$。
(3)物块在C位置时所受浮力是______N;试在图丙中画出图乙中E位置时杆对物块竖直方向的力F的示意图。(力的作用点已画出)
![img id=7]
(1)物块的重力是______N,物块在B位置时所受浮力是______N。
(2)物块的密度是______$kg/m^{3}$。
(3)物块在C位置时所受浮力是______N;试在图丙中画出图乙中E位置时杆对物块竖直方向的力F的示意图。(力的作用点已画出)
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答案:
(1)400 400
(2)320
(3)1000 F的示意图如图:
(1)400 400
(2)320
(3)1000 F的示意图如图:
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