装有一定量水(水的密度为ρ0)的烧杯放在水平桌面上,现将一边长为l的正方体木块放入水中如图甲所示,静止时木块上表面到水面的距离为h1;将一小石块放在木块上,如图乙所示,静止时木块上表面到水面的距离为h2;若将石块系在木块下放入水中,如图丙所示,静止时木块上表面到水面的距离为h3.则下列判断正确的
A.石块的质量m=ρ0(h3-h2)l2
B.石块的体积V=(h3-h2)l2
C.石块的密度
D.石块完全浸没水中所受到的浮力F浮=ρ0g(h1-h2)l2
对258人提供帮助
分析:(1)物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,根据G=mg和F浮=ρgV排分别表示出甲图、乙图中的浮力及重力得出等式,两式相减即可得出石块的质量;
(2)乙图中木块排开水的体积等于丙图中木块和石块排开水的体积,两者之差即为石块的体积;
(3)根据密度公式表示出石块的密度;
(4)根据阿基米德原理求出石块完全浸没水中所受到的浮力.
解答:(1)∵物体漂浮时,受到的浮力和自身的重力相等,
∴图甲中:
m木g=F浮1=ρ0gV排=ρ0gl2(l-h1),即m木=ρ0l2(l-h1)-----------------------①
图乙中:
(m木+m)g=F浮2=ρ0gV排′=ρ0gl2(l-h2),即m木+m=ρ0gl2(l-h2)---------②
②-①可得:
石块的质量m=ρ0(h1-h2)l2,故A不正确;
(2)图乙中:
V排′=l2(l-h2),
图丙中:
V排″=l2(l-h3),
∵物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等,
∴石块的体积:
V=V排′-V排′=l2(l-h2)-l2(l-h3)=(h3-h2)l2,故B正确;
(3)石块的密度:
ρ==
=
•ρ0,故C正确;
(4)石块完全浸没水中所受到的浮力:
F浮1=ρ0gV=ρ0g(h3-h2)l2,故D不正确.
故选BC.
点评:本题考查了密度公式、重力公式、阿基米德原理和漂浮条件的应用,关键是能根据甲乙两图得出石块的质量、根据乙丙两图得出石块的体积.