有一块密度为0.5g/cm3,体积为20cm3的木块与密度为2g/cm3,体积为10cm3的石块拴在一起放进水中,拴在一起的这两个物体是下沉、上浮、还是悬浮在水中?(g取10N/kg)
解:木块和石块拴在一起的总体积:
v=v木+v石=20cm3+10cm3=30cm3=30×10-6m3,
二者一起浸没水中受到的浮力:
F浮=ρ水v排g=1×103kg/m3×30×10-6m3×10N/kg=0.3N,---------------①
木块的质量:
m木=ρ木v=0.5g/cm3×20cm3=10g=0.01kg,
石块的质量:
m石=ρ石v=2g/cm3×10cm3=20g=0.02kg,
木块和石块总重:
G=(m木+m石)g=(0.01kg+0.02kg)×10N/kg=0.3N;---------------------②
由①②可知,浸没水中时木块和石块受到的浮力等于木块和石块总重,
∴拴在一起的木块和石块将悬浮在水中.
分析:先求出木块和石块的总体积,利用阿基米德原理求出二者一起浸没水中受到的浮力;
知道木块的密度和体积、石块的密度和体积,利用密度公式求木块的质量和石块的质量,求出石块和木块总重,再和二者浸没水中受到的浮力比较,根据物体的浮沉条件判断二者拴在一起在水中的浮沉.
点评:本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的浮沉条件的掌握和运用,灵活运用公式是本题的关键,计算时注意单位统一.