Question

【題目】如圖甲所示，一實心長方體G沿豎直方向以0.2 m/s的速度勻速上升，圖乙是G從水底上升到水面之后這個過程細繩對G的拉力F隨時間t變化的圖像。(g取10 N/kg，水的密度為ρ水＝1.0×103kg/m3)求：

(1)長方體G浸沒在水中時受到的浮力；

(2)長方體G的密度；

(3)長方體在水底時，水底受到水的壓強。

Answer 1

【答案】(1)10 N；(2)1.8×103kg/m3；(3)3×104 Pa。

【解析】

圖乙知，AB段拉力大小不變，根據拉力，浮力不變，即物體浸沒在水中向上運動，從圖象可以看出物體浸沒在水中拉力F1，BC段表示拉力逐漸變大，由知，浮力逐漸變小，即排開水的體積逐漸變小，即表示物體露出水面的過程；

從C點開始，拉力大小不變，表示物體開始脫離水面，此時物體受到的拉力等于重力。

（1）根據求長方體G浸沒在水中時受到的浮力：

（2）由求物體的質量，根據阿基米德原理求物體排開水的體積即物體的體積，根據密度公式求密度；

（3）由圖可判斷物體從水底上升到C后開始脫離水面，由圖知經歷的時間t，根據求水的深度，根據求水底受到水的壓強。

（1）長方體G浸沒在水中時受到的浮力：

；

（2）根據，物體G的質量：

，

根據得，物體G的體積：

；

根據得，物體G的密度：

；

（3）物體從水底上升到C后開始脫離水面，由圖知，經歷的時間15s，水的深度：

，

根據得，水底受到水的壓強：

。