如圖所示是某自動蓄水箱的結構示意圖.A是水箱中的實心圓柱體,體積為800cm3,密度為2.0×103kg/m3...
問題詳情:
如圖所示是某自動蓄水箱的結構示意圖.A是水箱中的實心圓柱體,體積為800cm3,密度為2.0×103kg/m3,用細繩懸掛在水箱頂部的感測開關S上.當感測開關S受到豎直向下的拉力大於10N時閉合,與S連線的水泵(圖中未畫出)向水箱注水:當拉力等於10N時,S斷開,水泵停止注水.細繩的質量忽略不計,求: (1)A的質量為 kg. (2)停止注水時,水箱水位高為1.2m,水箱底部受到水的壓強為 Pa. (3)停止注水時,A受到的浮力為 N,此時圓柱體A排開水的體積為多少?
【回答】
【專題】計算題;密度及其應用;壓強、液體的壓強;浮力.
【分析】(1)利用密度公式計算A的質量; (2)利用液體壓強公式求解水箱底部受到水的壓強; (3)細繩的質量忽略不計,停止注水時,A受到重力、拉力和浮力的作用保持平衡,則浮力等於重力與拉力之差;知道浮力,利用V排=
F浮 |
ρ水g |
求解此時圓柱體A排開水的體積.
【解答】解:(1)根據ρ=m/V可得,A的質量: m=ρV=2.0×103kg/m3×800×10-6m3=1.6kg; (2)利水箱底部受到水的壓強: p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.2m=1.2×104Pa; (3)A受到的拉力為F拉=10N, A的重力G=mg=1.6kg×10N/kg=16N, 細繩的質量忽略不計,停止注水時,A受到重力、拉力和浮力的作用保持平衡, 則A受到的浮力F浮=G-F拉=16N-10N=6N, 根據F浮=ρ水gV排可得,排開水的體積:V排=
F浮 |
ρ水g |
=
6N |
1.0×103kg×10N/kg |
=6×10-4m3. 故*為:(1)1.6;(2)1.2×104;(3)6;此時圓柱體A排開水的體積為6×10-4m3.
【點評】此題考查密度公式的應用、力的平衡、液體壓強計算和浮力公式的應用,題目難度適中,適合學生訓練,是一道好題.
知識點:壓強和浮力單元測試
題型:計算題
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