题目
边长为5cm的立方体物块A放在水中能漂浮在水面上,浸入水中的体积为总体积的五分之三,当与等体积的物块B绑在一起时,二者能悬浮在水中,已知g=10N/kg,水的密度为1×103kg/m3 , 请计算:
(1)
物块A单独漂浮在水面上时所受浮力的大小;
(2)
物块B的密度;
(3)
单独将物块B放在水中时会沉入水底,此时B对杯底的压力.
答案: 解:物块A的体积为V物=5cm×5cm×5cm=125cm3=1.25×10﹣4m3, 物块A单独漂浮在水面上时所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg× 35 ×1.25×10﹣4m3=0.75N,答:物块A单独漂浮在水面上时所受浮力的大小为0.75N;
解:当A、B绑在一块时,由阿基米德原理得二者受到的浮力为 F浮总=ρ水gV排总=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×1.25×10﹣4m3=2.5N,由平衡条件可知,A漂浮时重力等于浮力,即GA=F浮=0.75N,A、B悬浮时GA+GB=F浮总,则GB=F总﹣GA=2.5N﹣0.75N=1.75N,由G=mg可得,物块B的质量mB= GBg = 1.75N10N/kg =0.175kg,物块B的密度ρB= mBv = 0.175kg1.25×10−4m3 =1.4×103kg/m3答:物块B的密度为1.4×103kg/m3;
解:B受到的浮力FB=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣4m3=1.25N, 此时B对杯底的压力为B的重力减去B受到的浮力.即F压=GB﹣FB=1.75N﹣1.25N=0.5N答:单独将物块B放在水中时会沉入水底,此时B对杯底的压力为0.5N.