Question

3．物理興趣小組同學對物體的浮沉條件進行研究，在一個圓柱形玻璃容器底部，放一個邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（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．請你解答下列問題（g取10N/kg）．
（1）分析圖象可知，水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，物塊受到的浮力越來越大，繼續(xù)往容器中倒水，隨著水的深度增加，水對容器底部的壓強增大．當水深增至8cm后，物塊處于漂浮（選填“漂浮”、“懸浮”或“下沉”）狀態(tài)．
（2）物塊的密度是多少？

Answer 1

分析 （1）由圖可知，水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中浮力的變化，根據(jù)p=ρgh判斷液體對容器底壓強的變化，當水深增至8cm后浮力不變，且此時的水深小于物塊的邊長，據(jù)此判斷物體的狀態(tài)；
（2）物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出物塊的質(zhì)量，根據(jù)體積公式求出物塊的體積，利用ρ=$\frac{m}{V}$求出物體的密度．

解答 解：（1）由圖可知，水深從0逐漸增加到8cm的過程中，物塊所受浮力是越來越大的；
由p=ρgh可知，隨著水的深度增加，水對容器底部的壓強增大；
圖中當水深增至8cm以后，浮力不再變化，且此時的水深小于物塊的邊長10cm，所以物塊處于漂浮狀態(tài)；
（2）由圖象可知，物體漂浮時受到的浮力F_浮=8N，
則物體的重力G=F_浮=8N，
由G=mg可得，物塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{8N}{10N/kg}$=0.8kg，
物塊的體積：
V=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³，
則物塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.8kg}{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
答：（1）大；增大；漂�。�
（2）物塊的密度是0.8×10³kg/m³．

點評 本題考查了物體浮沉條件和液體壓強公式、密度公式的應用，從圖象中獲取有用的信息是解題的關鍵．