解题思路:(1)首先知道浮力的产生是上下表面的压强差,那么下表面积(与水接触)S=塑胶立方体-圆柱形的管子的面积;下表面由水深得到压强,即为P=ρgh,然后利用F=PS
即可求得塑胶立方体受到水对它的浮力大小.
(2)①当塑胶立方体重力大于浮力时,即可求出水的深度h;
②根据下表面的压强乘以下表面积-上表面的压强乘以上表面积<重力,即可求出H
(1)下表面由水深得到压强,即为P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500pa
那么下表面积(与水接触)S=S立方体-S管子=0.5m×0.5m-3.14×(
0.2
2m)2=0.2186m2.
浮力的产生是上下表面的压强差,则F浮=PS=2500Pa×0.2186m2=547N.
(2)①G塑胶立方体=m塑胶立方体g=ρ塑胶立方体V塑胶立方体g=O.6×lO3kg/m3×0.5m×0.5m×0.5m×10N/kg=750N,
当G>F浮力,即750N>ρ水ghS,则750N>1.0×103kg/m3×10N/kg×h×0.2186m2.
解得h<0.34m.
②<ρ水gHS-ρ水g(H-0.5m)×0.25m2<G,
则1.0×103kg/m3×10N/kg×H×0.2186m2-1.0×103kg/m3×10N/kg10(H-0.5m)×0.25<750N,
解得H>1.59m.
故答案为:547;大于1.59m或小于0.34m.
点评:
本题考点: 阿基米德原理.
考点点评: 此题涉及到阿基米德原理的应用,液体压强的计算,浮力的计算等知识点,涉及到的知识点较多,综合性较强,而且难度很大,属于难题