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5.小明将质量为400g的石块挂在弹簧测力计下,将其慢慢浸入水中,直至浸没后到达某一深度,此过程中,水对容器底的压强先变大后不变(选填“一直变大”、“保持不变”或“先变大后不变”).浸没后若弹簧测力计示数如图所示,则石块受到的浮力为1.6N,排开的水的体积为1.6×10-4m3.石块的密度为2.5×103kg/3

分析 (1)根据p=ρgh,通过分析石块慢慢浸入水中,直至浸没后到达某一深度的过程中水面深度的变化,判断水对容器底的压强变化;
(2)利用G=mg求出石块的重力,利用称重法(F=G-F)计算浮力,再利用阿基米德原理计算出排开水的体积,即石块的体积,因石块的重力已知,则根据G=mg=ρVg即可石块的密度.

解答 解:(1)石块慢慢浸入水中,直至浸没后到达某一深度的过程中排开水的体积先变大后不变,所以容器内水面的高度先变大后不变,水的密度一定,根据p=ρgh可知,此过程中,水对容器底的压强先变大后不变;
(2)石块的重力G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,
则石块受到的浮力为:F=G-F=4N-2.4N=1.6N
根据基米德原理FgV得,排开的水的体积为:
V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.6N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.6×10-4m3
石块浸没在水中,则V=V
根据G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$可得G=ρVg,
石块密度ρ=$\frac{G}{{V}_{石}g}$=$\frac{4N}{1.6×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=2.5×103kg/m3
故答案为:先变大后不变;1.6;1.6×10-4;2.5×103

点评 本题综合考查液体压强公式的应用,称重法和阿基米德原理的应用,所以本题也是测定石块的密度的一种方法.

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