如图甲所示,将边长为10cm的立方体木块A放入水中,有3/5的体积浸入水面,将金属块B放在木块中央静

浮力 已结 1 452
温蕾
温蕾 2021-11-27 19:45

如图甲所示,将边长为10cm的立方体木块A放入水中,有image.png的体积浸入水面,将金属块B放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出水面的高度h12cm,如图乙所示,再用轻质细线将金属块捆绑在木块中央,放入水中静止后测出此时木块露出水面高度h23cm,如图丙所示(g10N/kg)。求:

image.png

1)木块在图甲中受到的浮力;

2)图甲中木块底部受到的压强;

3)金属块的密度。

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1条回答
  •  赵瑞华
    赵瑞华 (最佳回答者)
    2021-11-3 11:36

    解:

    1)立方体木块A的边长为10cm0.1m

    则木块A的底面积:

    SA=(0.1m21×102m2

    木块A的体积:

    VA=(0.1m31×103m3

    由题可知,甲图中木块排开水的体积:

    image.png

    6×104m3

    则甲图中木块受到的浮力:

    FρgV

    1.0×103kg/m3×10N/kg×6×104m3

    6N

    2)由题可知,甲图中木块浸入水中的深度:

    image.png

    则甲图中木块底部所受的压强:

    pρgh

    1.0×103kg/m3×10N/kg×0.06m

    600Pa

    3)甲图中木块漂浮,所以木块的重:

    GAF6N

    图乙中木块浸入水中的体积:

    VSAh

    1×102m2×(0.1m0.02m

    8×104m3

    图丙中木块浸入水中的体积:

    V′=SAh

    1×102m2×(0.1m0.03m

    7×104m3

    乙、丙两图中,AB的整体都处于漂浮状态,总浮力等于总重力,总重力不变,

    所以,两物体所受的总浮力相同,排开水的总体积相等,即

    VV+VB

    则金属块B的体积:

    VBVV

    8×104m37×104m3

    1×104m3

    乙图中正方体木块A和金属块B受到的总浮力:

    F′=ρgV

    ρgV1.0×103kg/m3×10N/kg×8×104m3

    8N

    由于AB的整体处于漂浮状态,所以

    GA+GBF′,

    则金属块B的重力

    GBF′﹣GA

    8N6N

    2N

    金属块B的质量:

    image.png

    所以金属块B的密度:

    image.png

    =2×103kg/m3

    1)木块在图甲中受到的浮力为6N

    2)图甲中木块底部受到的压强600Pa

    3)金属块的密度为2×103kg/m3


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