如图所示,容积为3dm3的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有质量为1kg的水,现将一个密度为0.6×103kg/m3的木块放入容器中,木块不与容器壁和容器底接触,水恰好没有溢出,则木块的质量______kg.(取g=10N/kg)
问题描述:
如图所示,容积为3dm3的圆柱形容器放在水平桌面上,容器内装有质量为1kg的水,现将一个密度为0.6×103kg/m3的木块放入容器中,木块不与容器壁和容器底接触,水恰好没有溢出,则木块的质量______kg.(取g=10N/kg)
答
知识点:此题中,木块的体积难以得到,所以用密度公式来求解质量的思路是行不通的.而通过木块漂浮,可以发现木块所受浮力--木块重力--木块质量之间的联系,从而为解题找到思路.
水的体积为V水=
=m水 ρ水
=1×10−3m3,1kg 1.0×103kg/m3
故木块排开水的体积为:V排=V容-V水=3×10-3m3-1×10-3m3=2×10-3m3,
木块受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N;
由于木块的密度小于水的密度,所以木块会漂浮在水面上,根据物体的浮沉条件知:
当物体漂浮时,所受浮力等于其重力,即:F浮=G木=20N;
那么木块的质量为:m木=
=G木 g
=2kg.20N 10N/kg
故答案为:2.
答案解析:由于木块的密度小于水的密度,将木块放入容器中,会漂浮在水面上;由漂浮条件可以知道:木块漂浮时,受到的浮力等于它的重力,那么先求出木块受到的浮力即可得出木块的重力,再由重力公式求得木块的质量,即为本题的思路.
那么求木块受到的浮力是解答题目的关键,木块放入水中后,水恰好没有溢出,说明此时木块排开水的体积与容器内水的体积之和即容器的容积,为3dm3.可先求出容器内水的体积,进而可得到木块排开水的体积,根据阿基米德原理,即可得到木块所受到的浮力大小,由此得解.
考试点:物体的浮沉条件及其应用;重力的计算;浮力大小的计算.
知识点:此题中,木块的体积难以得到,所以用密度公式来求解质量的思路是行不通的.而通过木块漂浮,可以发现木块所受浮力--木块重力--木块质量之间的联系,从而为解题找到思路.