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4.如图甲所示,在水平桌面上放置一个柱形容器,容器底放有一个正方体物体,当向容器注入某种液体时,容器底对物块的支持力F与水面上升的高度H的关系如图乙所示(g取10N/Kg).
(1)物块的重力是多少?
(2)当注入液体结束时,物块所受浮力是多少?
(3)物块的体积是多少?
(4)液体的密度是多少?

分析 (1)由乙图可知,当液体的深度为0时受到的支持力和自身的重力是一对平衡力,根据二力平衡条件得出自身的重力;
(2)当注入液体结束时,根据物体受力平衡即可求出浮力;
(3)当H=10cm时,物块恰好被浸没,根据V=H3求出物块的体积;
(4)根据阿基米德原理F=GgV可求液体的密度.

解答 解:(1)由图可知:当液体的深度为0时受到的支持力自身的重力是一对平衡力,
所以,G=F=20N;
(2)当注入液体结束时,支持力F=4N,根据物体受力平衡可得:F=G-F=20N-4N=16N.
(3)当H=10cm时,物块恰好被浸没,所以:V=H3=(10cm)3=103cm3=10-3m3
(4)当物体被完全浸没时,V=V=10-3m3
由FgV得液体密度:
ρ=$\frac{{F}_{浮}}{{V}_{排}g}$=$\frac{16N}{1{0}^{-3}{m}^{3}×10N/kg}$=1.6×103kg/m3
答:(1)物块的重力是20N.
(2)当注入液体结束时,物块所受浮力是16N.
(3)物块的体积是10-3m3
(4)液体的密度是1.6×103kg/m3

点评 本题考查了重力、密度、阿基米德原理和二力平衡条件的应用,关键是根据图象得出液体的深度为0时和注水结束时支持力的特点.

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