将底面积为2S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上，把质地均匀的实心圆柱体物块竖直放在容器底部，其横截面积为S，如图1所示，然后向容器内缓慢注入某种液体，物块始终直立，物块对容器
物理答案 2023-04-27
问题描述：
将底面积为2S的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上，把质地均匀的实心圆柱体物块竖直放在容器底部，其横截面积为S，如图1所示，然后向容器内缓慢注入某种液体，物块始终直立，物块对容器底部的压力与注入液体质量关系如图2所示，完成下列任务：（1）判断物块的密度与液体密度的大小关系，并写出判断依据；
（2）求注入液体的质量为m0时，物块对容器底部的压力；
（3）求注入液体的质量为m1时，液体对容器底部的压强．
最佳答案：
（1）由图象可知，当物体全部浸没在液体中时，物块对容器底部的压力不为零，所以物块的重力大于物块所受的浮力，即处于下沉状态，根据浮沉条件可知ρ物>ρ液；
（2）由图象可知，物体的重力G=F0，
注入液体的质量为m0时，物块刚刚浸没，则物块排开液体的体积V排=V物=Sh，
此时液体的体积为V液=（2S-S）h=Sh；则ρ液=
| m0 |
| V液 |
| m0 |
| Sh |
则物块所受的浮力F浮=ρ液gV排=
| m0 |
| Sh |
由于物体处于静止状态，则受的力合力为零，
所以F支+F浮=G，
根据力的作用是相互的可知：物块对容器底部的压力F压=F支=G-F浮=F0-m0g；
（3）注入液体的质量为m1时，液体对底部的压力F=m1g+F浮=m1g+m0g，
则液体对底部的压强p=
| F |
| S底 |
| m1g+m0g |
| 2S |
答：（1）物块的密度大于液体密度，当物体全部浸没在液体中时，物块对容器底部的压力不为零，物块的重力大于物块所受的浮力；
（2）注入液体的质量为m0时，物块对容器底部的压力为F0-m0g；
（3）注入液体的质量为m1时，液体对容器底部的压强为
| m1g+m0g |
| 2S |
2023-04-27
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