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解:​$(1)G=mg=0.4\ \mathrm {kg}×10\ \mathrm {N/kg}= N$​
​$(2)F=G=4\ \mathrm {N}$​
​$p=\frac {F}{S}=\frac {4\ \mathrm {N}}{0.02\ \mathrm {m^2}}=\mathrm {Pa}$​
​$(3)F_{浮}=G=(m+m_{壳}+m_{氢气})g①$​
​$F_{浮}=ρ_{空气}V_{球}g②$​
​$m_{氢气}=ρ_{氢气}V_{球}③$​
联立①②③,解得​$V_球=0.6\ \mathrm {m^3}$​
解:​$(1)$​根据称重法可得,​$B$​浸没时受到浮力为:
​$F_{浮B}=F_0-F_{10}=18\ \mathrm {N}-12\ \mathrm {N}=6\ \mathrm {N};$​
​$(2)t=10\ \mathrm {s}$​时,​$B$​物体排开水的体积​
$V_{排B}=\frac {F_{浮B}}{ρ_{水}\ \mathrm {g}}=\frac {6\ \mathrm {N}}{1.0×10^3\ \mathrm {kg/m^3}×10\ \mathrm {N/kg}}=6×10^{-4}\ \mathrm {m^3}=600\ \mathrm {cm^3};$​
​$I、$​若​$B$​物体的密度大于水的密度,则由图像信息可知,
​$t=10\ \mathrm {s}$​时​$B$​物体刚好浸没,物体​$B$​的体积和排开液体体积相等,
即​$B$​的体积为:​$V_{B}=V_{排B}=600\ \mathrm {cm^3};$​
​$B$​的高度为:​$h_{B}=\frac {V_{B}}{S_{B}}=\frac {600\ \mathrm {cm^3}}{100\ \mathrm {cm^2}}=6\ \mathrm {cm};$​
​$0~10\ \mathrm {s},$​​$B$​排开液体体积增大,所受浮力增大,则​$B$​始终接触容器底面,
这段时间注水体积为:​$V_{水10}=(S-S_{B})h_{B};$​,
​$10~30\ \mathrm {s},$​​$20$​秒内注入的水体积​$V_{水30}=Sl=2\ \mathrm {V}_{水10};$​
联立方程可得:​$2×(S-100\ \mathrm {cm^2})×6\ \mathrm {cm}=S×8\ \mathrm {cm},$​解得​$S=300\ \mathrm {cm^2};$​
注水速度为:​$v=\frac {V_{水30}}{t_{20}}=\frac {300\ \mathrm {cm^2}×8\ \mathrm {cm}}{20\ \mathrm {s}}=120\ \mathrm {cm^3}/s,$​即:每秒向容器内注入水的体积是​$120\ \mathrm {cm^3};$​
Ⅱ、若​$B$​物体的密度小于水的密度,则由图像信息可知,​$t=10\ \mathrm {s}$​时​$B$​物体刚好漂浮,​$10\ \mathrm {s}-20\ \mathrm {s}$​内匀速注水时,​$B$​物体会缓慢上升(仍然漂浮),且浸入水中的深度始终为​$h_{B浸}=\frac {V_{B排}}{S_{B}}=\frac {600\ \mathrm {cm^3}}{100\ \mathrm {cm^2}}=6\ \mathrm {cm},$​此过程中相当于在​$B$​物体下方注水,则注水的横截面积等于容器的底面积,注水的深度等于细线​$P$​的长度​$8\ \mathrm {cm}($​即​$B$​物体会上升​$8\ \mathrm {cm}),$​故方法、结果与前面相同,则每秒向容器内注入水的体积仍然是​$120\ \mathrm {cm^3};$​
​$(3)$​当​$F_{Q}=3\ \mathrm {N}$​时,根据称重法有:​$F_{浮总}=F_1-F_{Q}',$​即:​$F_{浮总}=18\ \mathrm {N}-3\ \mathrm {N}=15\ \mathrm {N},$​
此时​$A$​和​$B$​排开水的总体积为:​$V_{排总}=\frac {F_{浮总}}{ρ_{水}\ \mathrm {g}}=\frac {15\ \mathrm {N}}{1.0×10^3\ \mathrm {kg/m^3}×10\ \mathrm {N/kg}}=1.5×10^{-3}\ \mathrm {m^3}=1500\ \mathrm {cm^3};$​
物体​$A$​和​$B$​浸入水中的总深度为:​$h_{浸总}=\frac {V_{排总}}{S_{A}}=\frac {1500\ \mathrm {cm^3}}{100\ \mathrm {cm^2}}=15\ \mathrm {cm};$​
若​$B$​始终沉底,则此时水的深度​$h=h_{浸总}+l=15\ \mathrm {cm}+8\ \mathrm {cm}=23\ \mathrm {cm}=0.23\ \mathrm {m},$​
若​$t=10\ \mathrm {s}$​时​$B$​物体刚好漂浮,则整个过程中​$B$​物体会上升​$8\ \mathrm {cm},$​即最终​$B$​物体下表面到容器底的距离等于​$8\ \mathrm {cm},$​则此时水的深度仍然为​$23\ \mathrm {cm}=0.23\ \mathrm {m},$​
所以,水对容器底部的压强为:​$p=ρ_{水}\ \mathrm {gh}=1.0×10^3\ \mathrm {kg/m^3}×10\ \mathrm {N/kg}×(0.09\ \mathrm {m}+0.06\ \mathrm {m}+0.08\ \mathrm {m})=2.3×10^3\ \mathrm {Pa};$​
水对容器底部的压力为:​$F=pS=2.3×10^3\ \mathrm {Pa}×300×10^{-4}\ \mathrm {m^2}=69\ \mathrm {N}.$