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如图甲所示,圆柱形金属块在细绳竖直向上拉力的作用下,从水底开始以恒定速度v=0....

如图甲所示,圆柱形金属块在细绳竖直向上拉力的作用下,从水底开始以恒定速度v=0.1m/s上升到离开水面一定的高度处.图乙是绳子拉力F随时间t变化的图象,g取10N/kg.结合图象信息求:
(1)金属块的质量;
(2)完全浸没在水中时,金属块所受的浮力;
(3)该金属块的密度.

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(1)由图乙可知,物体离开水面后的拉力,匀速上升时拉力和金属块的重力相等,根据G=mg求出质量; (2)由乙图可知,物体浸没水中时拉力的大小,金属体的重力与拉力的差值即为受到的浮力; (3)根据阿基米德原理求出浸没时排开水的体积即为金属的体积,根据密度公式求出该金属块的密度. 【解析】 (1)由图乙可知,物体离开水面后的拉力F=54N, ∵物体匀速上升, ∴G=F=54N, 金属块的质量: m===5.4kg; (2)由图乙可知,物体浸没水中时拉力F′=34N, 金属块所受的浮力: F浮=G-F′=54N-34N=20N; (3)金属的体积: V=V排===2×10-3m3, 金属的密度: ρ===2.7×103kg/m3. 答:(1)金属块的质量为5.4kg; (2)完全浸没在水中时,金属块所受的浮力为20N; (3)该金属块的密度为2.7×103kg/m3.
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考点分析:
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试题属性
  • 题型:解答题
  • 难度:中等

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