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物理必考一个重30N的木块漂浮在水面上.问木块浸入水中的体积是多少?

更新时间:2024-01-22 文章作者: 信息来源: 阅读次数:

一个重30N的木块漂浮在水面上,问木块浸入水中的体积是多少?若再加20N的力竖直向下按木块,木块刚好被按没水中,则木块的密度为多大.(g=10N/kg)

试题答案

解:(1)因为木块漂浮,所以木块受到的浮力等于木块的重力,Zra物理好资源网(原物理ok网)

则F=G=30N,Zra物理好资源网(原物理ok网)

因为木块浸入水中的体积等于木块排开水的体积,Zra物理好资源网(原物理ok网)

所以V=V===3×10-3m3Zra物理好资源网(原物理ok网)

(2)由题意可知,木块完全浸入水中后受到的浮力等于木块的重力与木块受到向下的压力之和,Zra物理好资源网(原物理ok网)

则F′=G+F=30N+20N=50N,Zra物理好资源网(原物理ok网)

因为木块的体积等于木块完全浸入水中的排水体积,Zra物理好资源网(原物理ok网)

所以V=V′===5×10-3m3Zra物理好资源网(原物理ok网)

木块的质量:m===3kg,Zra物理好资源网(原物理ok网)

木块的密度:ρ===0.6×103㎏/m3Zra物理好资源网(原物理ok网)

答:木块漂浮时,木块浸入水中的体积是3×10-3m3,木块的密度为0.6×103kg/m3Zra物理好资源网(原物理ok网)

试题解析

(1)当木块漂浮在水面上时,木块受到的浮力等于木块的重力,题中已知木块的重力,由此我们可知木块受到的浮力.知道了木块受到的浮力,我们就可以根据阿基米德原理公式的变形式V=算出木块浸入水中的体积了(木块浸入水中的体积等于木块排开水的体积);Zra物理好资源网(原物理ok网)

(2)根据密度公式ρ=可知,要算木块的密度,我们需要先分别算出木块的质量和木块的体积.木块的质量可根据公式m=算出,所以要算木块的密度,关键是要算木块的体积.木块的体积等于木块完全浸入水中时排开水的体积,而要算木块完全浸入水中时的排水体积我们就需要先算出木块完全浸入水中后受到的浮力.由题意知,木块完全浸入水中后受到的浮力等于木块的重力与木块受到向下的压力之和.由此我们再利用公式V=就能算出木块完全浸入水中时排开水的体积,即为木块的体积.Zra物理好资源网(原物理ok网)

点评:解答本题用到了三个公式:密度公式、重力公式、阿基米德原理公式,这三个公式相互之间有一定的内在联系,所以在解答力学方面的计算题中,我们往往要综合运用这几个公式进行分析、计算.Zra物理好资源网(原物理ok网)

注:本题中,对木块施加的压力等于木块增加的浮力,而木块增加的浮力来自于V的增加,增加的这部分V其实就是之前木块漂浮时露出的那部分体积,即F=△FgVZra物理好资源网(原物理ok网)

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