Question

物理兴趣小组的同学对物体的浮沉条件进行研究，在一个重为4N、底面积为200cm²'的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放入一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水（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（g=10N/kg）．则
（1）当容器中的水深为12cm时，物块受到的浮力为多少？
（2）物块的重为多少？
（3）当物块浸在水中，且容器中盛有重28N的水，此时容器对水平面的压强为多少？

Answer 1

分析：（1）观察图象中一开始的变化趋势可以看出，浮力在逐渐增大，当水深达到8cm后，物块的浮力不再增加，此时物体处于漂浮状态，受到的浮力不变；
（2）根据物体漂浮条件求出物块的重力；
（3）容器对水平面的压力等于水和物块以及容器的重力之和，根据压强公式求出此时容器对水平面的压强．

解答：解：（1）由图象可知，当容器内水深8cm以后，物体处于漂浮状态状态，受到的浮力不变，
∴当容器中的水深为12cm时，物块受到的浮力F_浮=8N；
（2）∵物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，
∴物块的重力G=F_浮=8N；
（3）当物块浸在水中，且容器中盛有重28N的水时，容器对水平面的压力：
F=G_水+G_物+G_容=28N+8N+4N=40N，
容器对水平面的压强：
p=

F

S

=

40N

200×10-4m2

=2000Pa．
答：（1）当容器中的水深为12cm时，物块受到的浮力为8N；
（2）物块的重为8N；
（3）当物块浸在水中，且容器中盛有重28N的水，此时容器对水平面的压强为3000Pa．

点评：本题考查了浮力、物重和压强的计算，关键是看明白图象所表示的意义，要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等，同时注意单位的换算．