分析 (1)根据液体压强公式P=ρgh,将已知数值代入即可求出容器底部受到的水的压强.
(2)利用物体的沉浮条件,此时木块漂浮.F浮=G,根据公式ρ水gV排=ρ木gV木求出木块的密度;
(3)因木块A刚好完全浸没水中,此时弹簧对木块A的作用力为F1=F浮-G,因木块A刚好完全离开水面,此时浮力为0,此时弹簧对木块A的作用力和木块的重力是一对平衡力,两者相等,即:F2=G.在(3)中,已经得到了F1的表达式,直接代值即可求出答案.
解答 解:(1)当容器中水深为20cm时,容器底部受到水的压强:
p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;
(2)弹簧恰好处于自然状态时没有发生形变,则此时木块漂浮,
所以,F浮=G,
即:ρ水gV排=ρ木gV木,已知V排=$\frac{3}{5}$V木.
所以,ρ木=$\frac{3}{5}$ρ水=$\frac{3}{5}$×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3;
(3)木块完全浸没时,物体A受到向上的浮力、向下的重力、弹簧向下的弹力而处于平衡状态,
根据力的平衡条件可得,F浮=G+F1,
则弹簧对木块的作用力:
F1=F浮-G=ρ水gV木-ρ木gV木=ρ水gV木-$\frac{3}{5}$ρ水gV木=$\frac{2}{5}$ρ水gV木;
木块A完全离开水面时,物体A受到竖直向上的弹力和竖直向下的重力处于平衡状态,
则弹簧对木块的作用力:
F2=G=ρ木gV木=$\frac{3}{5}$ρ水gV木,
所以F1:F2=$\frac{2}{5}$ρ水gV木:$\frac{3}{5}$ρ水gV木=2:3.
答:(1)此时容器底部受到的水的压强为2×103Pa;
(2)木块A的密度为0.6×103kg/m3;
(3)F1与F2之比为2:3.
点评 本题考查了学生对物体浮沉条件、密度公式、重力公式、阿基米德原理以及力平衡条件的理解与掌握,明确弹簧因受力不同形变不同和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是正确解答的关键.总之,此题比较复杂,稍有疏忽,就可能出错,因此是一道易错题.要求同学们审题时要认真、仔细.
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A. | 表1是电流表,示数变大;表2是电压表,示数变大,灯泡变亮 | |
B. | 表1是电流表,示数变小;表2是电压表,示数变大,灯泡变暗 | |
C. | 表1是电压表,示数变小;表2是电流表,示数变小,灯泡变亮 | |
D. | 表1是电压表,示数变大;表2是电流表,示数变小,灯泡变暗 |
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A. | 立刻停在空中 | B. | 立刻向下加速运动 | ||
C. | 沿竖直方向做匀速运动 | D. | 先减速上升,后加速下降 |
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