Question

15．如圖水平桌面上有水槽，將含有一球的冰塊投入平底水槽中，當(dāng)冰塊（含球）自動(dòng)靜止在水面以下時(shí)，排開水的體積V_排=45cm³，冰塊（含球）所受到的重力為G和浮力為F_浮的關(guān)系是G=F_浮（選填“＞”、“＜”、“=”）．F_浮=0.45N．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）當(dāng)冰全部熔化后，球沉入水底，水對(duì)水槽底部的壓強(qiáng)將變小，水平桌面受到的壓強(qiáng)將不變．（選填“變大”、“變小”、“不變”）

Answer 1

分析 根據(jù)懸浮的特點(diǎn)和阿基米德原理求解前2個(gè)空；
當(dāng)冰全部熔化后，球沉入水底時(shí)，根據(jù)熔化前后冰（含球）和冰化為水及球受到的浮力變化，得出排開水的體積變化，判斷水面的深度變化，從而確定水槽底部受到的水的壓強(qiáng)變化；
水平桌面受到的壓強(qiáng)屬于固體產(chǎn)生的壓強(qiáng)，利用整體的思想判斷桌面受到的壓強(qiáng)變化．

解答 解：因冰塊（含球）處于懸浮狀態(tài)，
所以，冰塊（含球）所受到的重力G等于其受到的浮力F_浮；
根據(jù)阿基米德原理，冰塊（含球）受到浮力F_浮=ρ_水gV_排=10³kg/m³×10N/kg×45×10^-6m³=0.45N；
盛水水槽中，當(dāng)冰全部熔化后，球沉入水底，球受到的浮力小于其重力，
而原來的冰化成水后的質(zhì)量等于原來冰的質(zhì)量，這部分水與原來水槽中水的密度相同，冰化成的水仍處于
懸浮狀態(tài)，受到的浮力仍等于原來冰的重力．所以，當(dāng)冰全部熔化后，球沉入水底時(shí)，球和原來冰熔化成
水部分受到的浮力小于原來的冰塊（含球）所受的浮力，根據(jù)阿阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排，排開水的體積
減小，由△h=$\frac{{V}_{排}}{{S}_{底}}$知，液面下降，根據(jù)p=ρ_水gh，水對(duì)水槽底部的壓強(qiáng)將變��；
將水槽、水、冰塊（含球）視為一個(gè)整體，無論冰熔化與否，水槽對(duì)水平桌面的壓力F都等于水槽、水、冰塊（含球）的重力之和，水槽對(duì)桌面的壓力F保持不變，由p=$\frac{F}{S}$，從而判斷出水平桌面受到的壓強(qiáng)不變．
故答案為：=；0.45；變小；不變．

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考察質(zhì)量、壓強(qiáng)、浮力的有關(guān)知識(shí)，難度較大．水對(duì)水槽底部的壓強(qiáng)屬于液體產(chǎn)生的壓強(qiáng)，而水平桌面受到的壓強(qiáng)屬于固體產(chǎn)生的壓強(qiáng)，要注意區(qū)分開．