在水平臺面上放置一個底面積為100cm2的圓筒形容器,容器內水深20cm,將一個長方體用細線拴好懸掛在*簧測力...
問題詳情:
在水平臺面上放置一個底面積為100cm2的圓筒形容器,容器內水深20cm,將一個長方體用細線拴好懸掛在*簧測力計下,從水面開始逐漸浸入直至浸沒到水面下某處停止.此過程中,*簧測力計的示數F與長方體下表面到水面的距離h的關係圖象如圖所示.(g=10N/kg,容器厚度、細線重均不計,容器內的水未溢位).求:
(1)長方體浸沒在水中受到的浮力;
(2)長方體浸沒時,水對容器底的壓強.
【回答】
【分析】(1)由圖象知,當h=0時,此時測力計的示數等於圓柱體的重力;當h≥10cm時,測力計的示數不變,說明此時浮力不變,圓柱體完全浸沒,知道*簧測力計的示數,利用F浮=G﹣F示求長方體浸沒在水中受到的浮力;
(2)求出了長方體浸沒在水中受到的浮力,利用F浮=ρ水gV排得排開水的體積;利用V=Sh求容器內水的體積,可得長方體浸沒時,水和物體的總體積,進而求出容器內水的深度,再利用液體壓強公式求水對容器底的壓強.
【解答】解:
(1)由圖象知,當h=0時,此時測力計的示數等於圓柱體的重力,所以G=9N;
當h≥10cm時,測力計的示數不變,說明此時浮力不變,圓柱體完全浸沒,此時F示=5N;
所以長方體浸沒在水中受到的浮力:
F浮=G﹣F示=9N﹣5N=4N;
(2)由F浮=ρ水gV排得排開水的體積:
V排===4×10﹣4m3,
容器內水的體積:
V水=100cm2×20cm=2000cm3=2×10﹣3m3,
長方體浸沒時,水和物體的總體積:
V=V水+V排=2×10﹣3m3+4×10﹣4m3=2.4×10﹣3m3,
容器內水的深度:
h===0.24m,
水對容器底的壓強:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2400Pa.
答:(1)長方體浸沒在水中受到的浮力為4N;
(2)長方體浸沒時,水對容器底的壓強為2400Pa.
【點評】本題考查了浮力和液體壓強的計算,能從圖象得出相關資訊是關鍵,難點在於求出物體浸沒水中後水的深度..[來源:學科網ZXXK]
知識點:壓強和浮力單元測試
題型:計算題
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