Question

【题目】在一个底面积为200cm2、高度为20cm的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放入一个边长为10cm的实心正方体物块，然后逐渐向容器中倒入某种液体。图18反映了物块对容器底部压力的大小F与容器中倒入液体的深度h(0～6cm)之间的关系。求：

（1）物块的重力；

（2）液体的密度大小；

（3）当倒入液体的深度h为11cm时，物块对容器底部的压强。

Answer 1

【答案】（1）20N；（2）1.25×103 Kg/m3；（3）750Pa

【解析】

试题分析：（1）由图可知，当倒入某种液体的深度为零时，物块对容器底部压力的大小等于物块的重力，

所以，物块的重力为G=20N；

（2）由图可知，当倒入某种液体的深度为4cm时，物块对容器底部压力的大小等于15N，

由平衡力可知，此时物块受到的浮力F浮= G- F=20N-15N=5N；

排开液体的体积为V排= 4cm×10cm×10cm =400cm3=4×10-4m3；

液体的密度大小ρ液= F浮/ gV排=5N/（10N/Kg×4×10-4m3）=1.25×103 Kg/m3；

（3）当倒入液体的深度h为11cm时，物块浸没在液体中，

排开液体的体积为V排/= 10cm×10cm×10cm =1000cm3=1×10-3m3；

物块受到的浮力F浮/=ρ液gV排/=1.25×103 Kg/m3×10N/Kg×1×10-3m3=12.5N；

物块对容器底部压力的大小F/= G- F浮/=20N-12.5N =7.5N；

物块与容器底部的接触面积为S=10cm×10cm =0.01m2；

物块对容器底部的压强p= F//S=7.5N/0.01m2=750Pa。