Question

【題目】同組同學利用水測出了金屬塊B的密度，如下圖所示，請完成實驗。

(1)將邊長為10cm的正方體木塊A放入裝有適量水的燒杯中如圖甲所示，待其靜止后有五分之三的高度露出水面，則木塊A的密度為_________kg/m3，木塊A下表面受到水的壓強為_______Pa；

(2)將B物體放在木塊A中央靜止后用刻度尺測出此時木塊A露出水面的高度為2cm，如圖乙；

(3)用體積可忽略不計的細線將物體B系在木塊A中央，放入水中靜止后測出此時木塊A露出水面高度3cm，如圖丙；

(4)則B物體的密度ρ=_______kg/m3。

Answer 1

【答案】0.4×103 400 4×103

【解析】

(1)[1]由于木塊漂浮，由漂浮條件得到

F浮=G

ρ水gV排=ρ木gV木

ρ水g(1-)V木=ρ木gV木

ρ木=ρ水=0.4×1×103kg/m3=0.4×103kg/m3

[2]木塊下表面的深度

h下=(1-)h=×0.1m=0.04m

木塊A下表面受到水的壓強

p=ρ水gh下=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa

(4)[3]木塊的體積

V木=(0.1m)3=0.001m3

木塊的重力

G木=m木g=ρ木g V木=0.4×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=4N

由圖乙可知，木塊和物體B漂浮，由漂浮條件得到

G木+GB=ρ水gS(h-h1)①

4N+GB=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m×0.1m×(0.1m-0.02m)

GB=4N

圖丙可知，兩個物體漂浮，由漂浮條件得到

G木+GB=ρ水gS[VB+S(h-h2)]②

由①②得到

VB= S(h2-h1)=0.1m×0.1m×(0.03m-0.02m)=1×10-4m3

物體B的密度

ρB==4×103kg/m3