物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究,在一个重为4N,底面积为200cm
2的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放一个边长为10cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(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,并绘制了如图所示的图象.请你解答下列问题(g取10N/kg).
(1)分析图象可知,水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力越来越______,继续往容器中倒水,随着水的深度增加,水对容器底部的压强______.当水深增至8cm后,物块处于______(选填:漂浮、悬浮或下沉)状态.
(2)物块的重力是多少?物块的密度是多少?
(3)将物块取出后,若容器中水的重力为20N,此时容器对水平桌面的压强是多少?
答案:
分析:(1)看懂图象中随着水的深度的增大物体受到的浮力的变化规律,会用公式p=ρgh判断液体对容器底的压强变化,会根据图象判断出物体在水中的状态;
(2)根据物体处于漂浮状态,由图象找到物体的重力大小,用数学方法算出物体体积V,再根据公式ρ=算出物体的密度;
(3)先算出容器对桌面的压力F,再用公式P=算出容器对桌面的压强.
解答:解:(1)由图象可知:水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力越来越大;由公式p=ρgh,随着水的深度增大,液体对容器底的压强增大;水的深度增大到8cm后,物块受到的浮力不再发生变化,所以物块处于漂浮状态;
故答案为:大、增大、漂浮.
(2)由图象可知,G=F浮=8N,
物块的体积V=10cm×10cm×10cm=1×10-3m3,
物块的密度ρ====0.8×103kg/m3.
答:物块的重力为8N,密度为0.8×103kg/m3.
(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===1200Pa.
答:容器对水平桌面的压强是1200Pa.