木块A漂浮在容器中的水面上,它的上面放有一块石块B,如图所示,此时木块A排开水的体积为V1.若将石块B从木块A上取下,放入水中,静止时,木块A和石块B排开水的总体积为V2.已知V1-V2=2分米3,木块A的体积为4分米3,石块B的密度为3×103千克/米3,g=10牛/千克.则容器底对石块B的支持力为
A.10牛
B.20牛
C.30牛
D.40牛
B
如图,因为A和B漂浮在水面上,F浮=G排=G总;将石块B从木块A上取下,放入水中,静止时,木块漂浮、石块下沉,可求二者受到的浮力F浮′=G排=GA+F浮B,联立方程组求出B的体积;
B沉入水底,受到的重力等于浮力加上支持力,利用阿基米德原理、重力公式和密度公式求出物体B重和受到的浮力,从而可求容器底对B的支持力.
解答:如图,A和B漂浮在水面上,
F浮=ρ水V1g=GA+GB=GA+ρBVBg,--------①
将石块B从木块A上取下,放入水中,静止时,木块漂浮、石块下沉,二者受到的浮力:
F浮′=ρ水V2g=GA+F浮B=GA+ρ水VBg,--------②
①-②得:
ρBVBg-ρ水VBg=ρ水V1g-ρ水V2g,
VB===1dm3=0.001m3,
B在水中下沉,静止时,受到的重力等于浮力加上支持力,即F浮B+F支=GB,
F浮B=ρ水VBg=1×103kg/m3×1000cm3×10N/kg=10N,
GB=ρBVBg=3×103kg/m3×1000cm3×10N/kg=30N,
∴F支=GB-F浮B=30N-10N=20N.
故选B.
点评:本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,分析题意“将石块B从木块A上取下,放入水中,静止时,木块漂浮、石块下沉”得出二者受到的浮力F浮′=G排=GA+F浮B是本题的关键.