Question

【题目】如图甲所示，一实心长方体G沿竖直方向以0.2 m/s的速度匀速上升，图乙是G从水底上升到水面之后这个过程细绳对G的拉力F随时间t变化的图像。(g取10 N/kg，水的密度为ρ水＝1.0×103kg/m3)求：

(1)长方体G浸没在水中时受到的浮力；

(2)长方体G的密度；

(3)长方体在水底时，水底受到水的压强。

Answer 1

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

【解析】

图乙知，AB段拉力大小不变，根据拉力，浮力不变，即物体浸没在水中向上运动，从图象可以看出物体浸没在水中拉力F1，BC段表示拉力逐渐变大，由知，浮力逐渐变小，即排开水的体积逐渐变小，即表示物体露出水面的过程；

从C点开始，拉力大小不变，表示物体开始脱离水面，此时物体受到的拉力等于重力。

（1）根据求长方体G浸没在水中时受到的浮力：

（2）由求物体的质量，根据阿基米德原理求物体排开水的体积即物体的体积，根据密度公式求密度；

（3）由图可判断物体从水底上升到C后开始脱离水面，由图知经历的时间t，根据求水的深度，根据求水底受到水的压强。

（1）长方体G浸没在水中时受到的浮力：

；

（2）根据，物体G的质量：

，

根据得，物体G的体积：

；

根据得，物体G的密度：

；

（3）物体从水底上升到C后开始脱离水面，由图知，经历的时间15s，水的深度：

，

根据得，水底受到水的压强：

。