(2013•长春一模)如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h,密度为ρ(ρ<ρ水),半径为R

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  • 解题思路:(1)知道木块的底面积和高,求出木块的体积,知道木块的密度,利用m=ρV求木块的质量,利用G=mg求木块的重力,木块对容器底的压力等于木块的重力,根据压强公式p=

    F/S]求出木块对容器底的压强;

    (2)若使木块竖直漂浮,注入水的质量最少,即木块与容器底接触且木块对容器底的压力恰好为零,此时木体所受的浮力等于自身的重力;根据公式F=ρgV可求木块排开水的体积;从而求出木块浸入水中的深度;根据公式V=Sh可求注入水的体积;根据公式m=ρV可求注入水的质量.

    (1)木块的体积:

    V=Sh,

    木块的质量:

    m=ρV=ρSh,

    木块的重力:

    G=mg=ρShg,

    木块对容器底的压力:

    F=G=mg=ρShg,

    木块对容器底的压强:

    p=[F/S]=[ρShg/S]=ρhg;

    (2)当木块与容器底接触且木块对容器底的压强恰好为零时,此时注入水的质量最少,

    F=G=mg=ρπR2hg,

    木块排开水的体积:

    V=

    F浮

    ρ水g=

    ρπR2hg

    ρ水g=

    ρπR2h

    ρ水,

    木块浸入水中的深度:

    h=

    V排

    S木=

    ρπR2h

    ρ水

    S木=

    ρπR2h

    ρ水

    πR2=[ρh

    ρ水,

    注入水的体积为:

    V=(S-S)h=[π(2R)2-πR2

    ρh

    ρ水=3πR2

    ρh

    ρ水,

    注入水的质量:

    mV3πR2

    ρh

    ρ水=3πR2ρh.

    故答案为:ρhg;3πR2ρh.

    点评:

    本题考点: 压强的大小及其计算;阿基米德原理;物体的浮沉条件及其应用.

    考点点评: 本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、重力公式、压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,难点在第二问,知道要使木块竖直漂浮,注入水的质量最少,木块与容器底接触且木块对容器底的压力恰好为零,是本题的关键.

    1年前

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