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在探究浮沉条件时设计了如图所示装置,在容器底部固定一轻质弹簧,上方连有长方体木块A,容器底部有一个出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有2/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg)
(1)该木块A的密度为
0.4×103
0.4×103
kg/m3.此时容器底受到水的压强为
2×103
2×103
Pa.
(2)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A 的作用力为F1,在原图上画出此时水面的大致位置.
(3)打开阀门B缓慢放水,直至木块A刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,则F1、F2之比是
3:2
3:2
分析:(1)弹簧没有发生形变,说明木块A只受两个力的作用:重力和浮力,且两者为一对平衡力;根据物体漂浮时,排开液体体积与密度成反比得到木块的密度.
已知容器中水的深度,利用P=ρgh可以计算水对容器底的压强.
(2)弹簧对木块有向下的拉力,所以向容器中加水时,随着木块浸入水中体积的增大,所受浮力增大,直到木块完全浸没浮力不再变化.
(3)木块完全浸没时,弹簧对木块有向下的拉力F1;木块离开水面时,弹簧对木块有向上的支持力F2,分别计算F1、F2的大小,就能得到两者之比.
解答:解:
(1)木块漂浮时
ρ
ρ
=
V
V
=
2
5

所以木块的密度为ρ=
2
5
ρ=0.4×103kg/m3
水对容器底的压强为P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
(2)木块完全浸没时,受到的浮力最大,此时弹簧略向上伸长,所以画水面位置时,应在木块位置略高一些.
(3)木块完全浸没时,弹簧对木块的作用力F1=F-G=ρgV-ρgV=0.6ρgV
木块离开水面后,弹簧对木块的作用力F2=G=ρgV=0.4ρgV
F1
F2
=
0.6ρgV 
0.4ρgV 
=
3
2

故答案为:
(1)0.4×103;2×103
(2)木块浸没后水面所在位置如下图
  
 (3)3:2
点评:在此题中弹簧对木块的作用力方向不同:木块浸没时,弹簧对木块有向下的拉力,木块离开水后,弹簧对木块有向上的支持力,明确这一点是正确解答的关键.
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在“探究物体的浮沉条件”时,小敏同学从家中带来了一些物品,其中有①小铁钉、②软木塞、③蜡烛、④苹果、⑤塑料块、⑥小石块.
(1)请你猜想:以上物体浸没在水中后可能会下沉的是
①⑥
①⑥
(只填序号),你的猜想主要是依据物体的
密度
密度
(选填“体积”、“质量”和“密度”).
(2)设计的实验方案之一如图所示,取一带盖的玻璃瓶装满水时重G1,放入水中(如图1)松手后瓶子沉入水底;将瓶内水倒去一部分,当瓶和水重为 G2时,放入水中松手后它悬浮于水中(如图2);再将瓶中水倒空,瓶重为G3,放入水中松手后,瓶上浮直至漂浮在水面(如图3),则:
①图1中,因为
它受的浮力小于其重力
它受的浮力小于其重力
,所以玻璃瓶沉入水底;
②图2中,因为
它受的浮力等于其重力
它受的浮力等于其重力
,所以玻璃瓶悬浮水中;
③图3中,因为瓶浸没在水中时
它受的浮力大于其重力
它受的浮力大于其重力
,所以玻璃瓶上浮,最后漂浮在水面.
(3)对比图2和图3,不同点是他们排开水的体积不相等,相同点是
浮力都等于其自身重力
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(1)该木块A的密度为________kg/m3.此时容器底受到水的压强为________Pa.
(2)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A 的作用力为F1,在原图上画出此时水面的大致位置.
(3)打开阀门B缓慢放水,直至木块A刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,则F1、F2之比是________.

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在“探究物体的浮沉条件”时,小敏同学从家中带来了一些物品,其中有①小铁钉、②软木塞、③蜡烛、④苹果、⑤塑料块、⑥小石块.
(1)请你猜想:以上物体浸没在水中后可能会下沉的是______(只填序号),你的猜想主要是依据物体的______(选填“体积”、“质量”和“密度”).
(2)设计的实验方案之一如图所示,取一带盖的玻璃瓶装满水时重G1,放入水中(如图1)松手后瓶子沉入水底;将瓶内水倒去一部分,当瓶和水重为 G2时,放入水中松手后它悬浮于水中(如图2);再将瓶中水倒空,瓶重为G3,放入水中松手后,瓶上浮直至漂浮在水面(如图3),则:
①图1中,因为______,所以玻璃瓶沉入水底;
②图2中,因为______,所以玻璃瓶悬浮水中;
③图3中,因为瓶浸没在水中时______,所以玻璃瓶上浮,最后漂浮在水面.
(3)对比图2和图3,不同点是他们排开水的体积不相等,相同点是______.

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(1)该木块A的密度为______kg/m3.此时容器底受到水的压强为______Pa.
(2)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A 的作用力为F1,在原图上画出此时水面的大致位置.
(3)打开阀门B缓慢放水,直至木块A刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,则F1、F2之比是______.

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