Question

物理興趣小組同學對物體的浮沉條件進行研究．在一個重為4N，底面積為200cm²的圓柱體薄壁玻璃容器底部，放一個邊長為10cm的正方體物塊，然后逐漸向容器中倒水（水始終未溢出）．通過測量容器中水的深度h，分別計算出該物塊所受到的浮力F_浮，并繪制了如圖所示的圖象．請回答下列問題．
（1）分析圖象可知，水的深度由0逐漸增加到8cm前的過程中，物塊受到的浮力怎樣變化？
（2）當容器中的水深超過8cm以后，物塊處于什么狀態(tài)？為什么？
（3）物塊的密度是多少？

Answer 1

分析：（1）看懂圖象中隨著水的深度的增大物體受到的浮力的變化規(guī)律；
（2）物塊的高為10cm，水的深度增大到8cm后，物塊沒有全浸入，物塊受到的浮力不再發(fā)生變化，說明物塊漂�。�
（3）確定了物塊漂浮，便可由圖象可得物體受到的浮力，而F_浮=G，可求物體重；再求出物體體積，利用重力公式和密度公式ρ=

m

V

算出物體的密度．

解答：解：（1）由圖象可知：水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中，物塊受到的浮力F_浮越來越大．
（2）水的深度增大到8cm后，物塊受到的浮力不再發(fā)生變化，物塊沒有全浸入，所以物塊處于漂浮狀態(tài)；
（3）物塊的體積：V=10cm×10cm×10cm=1×10^-3m³，
由圖象可知，物塊處于漂浮狀態(tài)時G=F_浮=8N，
∵G=mg，
∴物體的質(zhì)量m_物=

G物

g

=

8N

10N/kg

=0.8kg，
物體的密度ρ=

m物

V

=

0.8kg

1×10-3m3

=800kg/m³．
答：（1）水的深度由0逐漸增加到8cm的過程中浮力變大；
（2）漂浮狀態(tài)，從圖可知，水到8cm時浮力不再增大，此時物體并沒完全浸沒水中，有部分體積露出水面；
（3）物塊的密度是800kg/m³．

點評：閱讀圖象，從中獲取有用的數(shù)據(jù)是本題解決的關(guān)鍵．其中通過比較水深與物塊邊長判斷物塊的浮沉狀況，決定了能否順利求出物塊的重力與密度，值得我們學習與借鑒．