将边长是$10\text{cm}$的实心立方体木块轻轻放入盛满水的大水槽内,待木块静止时,从水槽中溢出了$600\text{g}$的水,已知木块的密度小于水的密度,则( )
A.木块受到的浮力为${{F}_{浮}}={{G}_{排}}=0.6\text{kg}\times 10\text{N/kg=}6\text{N}$,A正确;
B. 已知木块的密度小于水的密度,木块将漂浮,则木块下表面受到水的压强为$p=\dfrac{{{F}_{下}}}{{{a}^{2}}}=\dfrac{6\text{N}}{0.01{{\text{m}}^{2}}}=600\text{Pa}$,B正确;
C. 已知木块的密度小于水的密度,木块将漂浮,$G={{F}_{浮}}=6\text{N}$,木块的密度为${{\rho}_{木}}=\dfrac{G}{g{{a}^{3}}}=\dfrac{6\text{N}}{10\text{N/kg}\times {{0.1}^{3}}{{\text{m}}^{3}}}=0.6\text{g/c}{{\text{m}}^{3}}$,C错误;
D.由${{F}_{浮}}={{F}_{下}}-{{F}_{上}}={{F}_{下}}-0$得,木块下表面受到水的压力为${{F}_{下}}={{F}_{浮}}=6\text{N}$,D错误.
故选AB.
如图所示,装有水的直柱形薄壁容器放在水平桌面上,容器的底面积为$\text{100c}{{\text{m}}^{2}}$,容器质量不可忽略,一长方体木块竖直漂浮在水面上,此时容器底受到水的压强为$2\times {{10}^{3}}\text{Pa}$,若取走木块,容器底部受到水的压强为$1.5\times {{10}^{3}}\text{Pa}$,下列说法中正确的是( )
$p=\rho gh$,$h=\frac{p}{\rho g}$
木块漂浮时,水的深度:${{h}_{1}}=\frac{{{p}_{1}}}{{{\rho}_{水}}g}=\frac{2\times {{10}^{3}}\text{Pa}}{1\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}\times 10\text{N/kg}}=0.\text{2m}$,
取走木块后,水的深度:${{h}_{2}}=\frac{{{p}_{2}}}{{{\rho}_{水}}g}=\frac{1.5\times {{10}^{3}}\text{Pa}}{1\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}\times 10\text{N/kg}}=0.1\text{5m}$
故木块排开水的体积:$V=S({{h}_{1}}-{{h}_{2}})=100\times {{10}^{-4}}{{\text{m}}^{2}}\times (0.\text{2m}-0.1\text{5m})=5\times {{10}^{-4}}{{\text{m}}^{3}}=500\text{c}{{\text{m}}^{3}}$,
故木块受到的浮力:${{F}_{浮}}={{\rho}_{水}}gV=1\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}\times 1\text{0N/kg}\times 5\times {{10}^{-4}}{{\text{m}}^{3}}=5\text{N}$.
${{G}_{木}}={{F}_{浮}}=\text{5N}$,
${{G}_{水}}={{\rho}_{水}}{{V}_{水}}g=1\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}\times 0.1\text{5m}\times 100\times {{10}^{-4}}{{\text{m}}^{2}}\times 10\text{N/kg}=1\text{5N}$.
A选项:故木块漂浮在水面上时,容器对桌面压力${{F}_{压}}={{G}_{总}}=\text{5N}+1\text{5N}=\text{20N}$,故A正确;
B选项:木块漂浮时,排开水体积为$\text{500c}{{\text{m}}^{3}}$,故 B错误;
C选项:取走木块后,水对容器底的压力减小的力大小等于木块重力,为$\text{5N}$,故C错误;
D选项:取走木块后,容器对桌面压力减小的力大小等于木块重力,为$\text{5N}$,故D正确;
故选AD.
体积相同的两物体$a$、$b$,如图所示,都浸没在水中,则两物体受到水对它们上和向下的压力差的关系是( )
根据浮力产生的原因,浮力等于物体上下表面所受液体的压力差,体积相同的两物体$a$、$b$,都浸没在水中,根据${{F}_{{浮}}}={{\rho}_{{水}}}g{{V}_{{排}}}$得,受到的浮力相等,所以$a$、$b$物体受到水向上和向下的压力差相等.
有一个实心球形物体,用细线吊在弹簧测力计下在空气中称,测力计的示数为$12\text{N}$;当把物体一半体积浸入水中时,测力计的示数为$5\text{N}$.把物体从弹簧测力计上取下投入水中自由静止时,受到的浮力是 $\text{N}$.
当用细线将实心球吊在弹簧测力计下在空中时,示数${{F}_{1}}=12\text{N}$,可得实心球所受的重力${{G}_{球}}=12\text{N}$,
当把物体一半浸入水中时,示数${{F}_{2}}=5\text{N}$,
此时小球受力平衡,有${{G}_{球}}={{F}_{2}}+{{F}_{浮1}}$,
${{F}_{浮}}_{1}={{G}_{球}}-{{F}_{2}}=12\text{N}-5\text{N}=7\text{N}$,
此时,排开水的体积${{V}_{排}}=\frac{{{F}_{浮1}}}{{{\rho}_{水}}g}=\frac{7\text{N}}{1.0\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}\times \text{10N/kg}}$,
$=7\times {{10}^{-4}}{{\text{m}}^{3}}=\frac{1}{2}{{V}_{物}}$,
可得${{V}_{物}}=2\times 7\times {{10}^{-4}}{{\text{m}}^{3}}=1.4\times 1{{0}^{-3}}{{\text{m}}^{3}}$,
${{m}_{物}}=\frac{{{G}_{物}}}{g}=\frac{12\text{N}}{10\text{N}/\text{kg}}=1.2\text{kg}$,
${{\rho}_{物}}=\frac{{{m}_{物}}}{{{V}_{物}}}=\frac{1.2\text{kg}}{1.4\times {{10}^{-3}}{{\text{m}}^{3}}}=\frac{6}{7}\times {{10}^{3}}\text{kg/}{{\text{m}}^{3}}<{}{{\rho}_{水}}$,
故实心球在水中自由静止时的状态为漂浮,此时${{F}_{浮}}={{G}_{物}}=12\text{N}$.