如图所示,在台秤上放一个容器,容器内盛有适量水,弹簧秤下悬挂一个边长为10cm的正方体金属块,金属块的密度为3×103kg/m3.(1)金属块的重力.(2)用弹簧测力计拉着金属块缓慢地下降,当金属块浸入水中4cm而未触及容器底部时,弹簧秤的示数为多少?(3)金属块缓慢下降直至浸没但未触及容器底部的过程中,台秤示数是如何变化的?(整个过程中水不溢出)

问题描述:

如图所示,在台秤上放一个容器,容器内盛有适量水,弹簧秤下悬挂一个边长为10cm的正方体金属块,金属块的密度为3×103kg/m3

(1)金属块的重力.
(2)用弹簧测力计拉着金属块缓慢地下降,当金属块浸入水中4cm而未触及容器底部时,弹簧秤的示数为多少?
(3)金属块缓慢下降直至浸没但未触及容器底部的过程中,台秤示数是如何变化的?(整个过程中水不溢出)

(1)V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10-3m3,由ρ=mV可得m=ρV=3×103kg/m3×1×10-3m3=3kg,则重力G=mg=3kg×10N/kg=30N,(2)金属块排开水的体积:V排=10cm×10cm×4cm=400cm3=4×10-4m3,金属块受到的浮力:F浮...
答案解析:(1)已知金属块的边长可求得其体积,再利用密度公式变形可求得其质量,然后可知其重力;
(2)求得当金属块浸入水中4cm时排开水的体积,根据阿基米德原理求出金属块受到的浮力,利用称重法求出弹簧测力计的示数;
(3)分别对金属块、烧杯及水受力分析,根据力的平衡条件得出弹簧测力计示数和台秤示数的表达式,再根据阿基米德原理即可判断金属块逐渐浸入台秤上盛有水的烧杯中、直至没入水中两者示数的变化.
考试点:密度公式的应用;重力的计算;阿基米德原理.
知识点:本题考查了受力分析、平衡条件、浮力公式,巧妙地选取研究对象,正确进行受力分析是解题的关键;受力分析时要注意整体法与隔离法的应用.