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17.如图甲所示小雨将水底物体匀速提升至空中,他所用的拉力F与物体上升的高度h关系图象如图乙所示.(水的密度1.0×103kg/m3,g取10N/kg)
(1)物体上表面刚到水面时,下表面所受的压强?
(2)物体受到的最大浮力?
(3)物块的密度?

分析 (1)从图象中读出物体的高度,即下表面距离水面的高度,利用液体压强公式计算压强大小;
(2)根据图象,对物体进行受力分析,利用二力平衡的条件分析出物体的重力G,完全浸没时的拉力F,从而可根据F=G-F求出完全浸没时的浮力,即最大浮力;
(3)由浮力公式计算出完全浸没时排开液体的体积;由物体的重力求出质量,根据密度公式得出物体的密度.

解答 解:
(1)由图乙可知,物体的高度为6m-4m=2m,
所以物体上表面刚到水面时,下表面距离水面的高度h=2m,
则物体下表面所受的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=2×104Pa;
(2)物体下表面露出水面之后,受到重力和拉力的作用,并且这两个力是一对平衡力,由图乙知,物体的重力G=F=200N;
根据题意可知,物体全部浸没时受到的浮力最大,
由图乙知,物体上表面露出水面之前受到的拉力为F=100N,
则物体受到的最大浮力:F=G-F=200N-100N=100N;
(3)由FgV可得,物体的体积:
V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{100N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.01m3
物体的质量:m=$\frac{G}{g}$=$\frac{200N}{10N/kg}$=20kg;
物体的密度:ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{20kg}{0.01{m}^{3}}$=2×103kg/m3
答:(1)物体上表面刚到水面时,下表面所受的压强为2×104Pa;
(2)物体受到的最大浮力为100N;
(3)物体的密度是2×103kg/m3

点评 本题主要考查液体压强的计算、重力浮力的大小计算和物体密度的计算,同时考查二力平衡条件及其应用,阿基米德原理等,是一道综合性较强的题目,关键是读懂图象,能够从图象中获取相关信息进行计算,有一定难度.

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