(2)甲图中物体A受到的浮力为8N。 (3)物体A的密度为0.8×10kg/m。 (4)小球B的体积为2.5×10-4m3。
14.(2019凉山州,32)如图所示,在木块A上放有一铁块B,木块刚好全部浸入水中,已知:木块的体积为100cm,木块的密度为ρ水=0.6×10kg/m,水的密度ρ水=1.0×10kg/m,容器底面积为100cm.(g=10N/kg)求:
(1)C点受到的水压强和容器底部受到水的压力; (2)铁块的质量。
2
3
3
3
3
3
3
3
解:(1)由图可知C点的深度:h=40cm=0.4m, 则C点受到水的压强为: p=ρ
水
gh=1×10kg/m×10N/kg×0.4m=4×10Pa;
333
由于C点在容器底部,则容器底部受到水的压强与C点的压强相等,
根据p可得容器底部受到水的压力:
3
﹣42
F=pS=4×10Pa×100×10m=40N;
(2)木块刚好全部浸入水中,则V排=V木=100cm=1×10m; 则木块受到的浮力:F浮=ρ木块受到的重力:G木=ρ
木
水
3
﹣43
gV排=1×10kg/m×10N/kg×1×10m=1N,
3
3
﹣43
33﹣43
V木g=0.6×10kg/m×1×10m×10N/kg=0.6N,
因为木块和铁块的整体处于漂浮,所以,F浮=G总=G木+G铁,
9
则铁块的重力:G铁=F浮﹣G木=1N﹣0.6N=0.4N,
铁块的质量m铁
3
0.04kg=40g。
答:(1)C点受到的水压强为4×10Pa,容器底部受到水的压力为40N; (2)铁块的质量是40g。
15.(2019铜仁,23)如图所示,一个装有水的圆柱形容器放在水平桌面上,容器中的水深h=20cm。某同学将一个实心物体挂在弹簧测力计上,在空气中称得物体的重力G=7.9N,再将物体缓慢浸没在容器的水中,物体静止时与容器没有接触,且容器中的水没有溢出,弹簧测力计的示数F=6.9N。(g=10N/kg) 求:
(1)物体放入水中之前,容器底部受到水的压强P;(3分) (2)物体浸没时受到水的浮力F浮;(3分) (3)物体的密度ρ物。(4分)
解:(1)物体放入水中之前,容器底部受到水的压强: p=ρgh=1.0×10kg/m×10N/kg×0.2m=2×10Pa; (2)物体浸没时受到水的浮力:
3
3
3
10
F
浮
=G-F
拉
=7.9N-6.9N=1N;(3)由F
浮
=ρgV
排
可得,物体排开水的体积:
答:(1)物体放入水中之前,容器底部受到水的压强p为2×10Pa; (2)物体浸没时受到水的浮力F(3)物体的密度ρ
3
物
浮
3
为1N;
3
为7.9×10kg/m。
16.(2019巴彦淖尔,13)圆柱形容器置于水平地面(容器重忽略不计),容器的底面积为0.2m,内盛30cm深的水。现将一个底面积400cm、体积4000cm均匀实心圆柱体放入其中。如图甲所示,物体漂浮在水面,其浸入水中的深度为5cm;当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力F以后,物体最终恰好浸没于水中静止,如图乙所示。ρ水=1.0×10kg/m,g取10N/kg)则:
3
3
2
2
3
(1)物体受到的重力是多少?
(2)物体浸没水中静止时容器对地面的压强是多少?
(3)从物体漂浮水面到浸没水中静止的过程中压力F做了多少功?
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解:(1)物体排开水的体积:V﹣42﹣2﹣33
排=Sh浸=400×10m×5×10m=2×10m, 则物体所受的浮力:F33﹣33
浮=ρ
水
gV排=1.0×10kg/m×10N/kg×2×10m=20N,
由题可知,物体漂浮在水面上,则物体重力: G=F浮=20N;
(2)容器内水的体积:V水=h水×S2
3
容=0.3m×0.2m=0.06m, 水的重力:G33水=ρ
水
V水g=1.0×10kg/m×0.06m3
×10N/kg=600N,
根据阿基米德原理,圆柱体全部浸入时,受到的浮力: F33浮全=ρ
水
gV排全=1.0×10kg/m×10N/kg×4×10﹣3m3
=40N,
当再给物体施加一个竖直向下大小不变的力F以后,物体最终恰好浸没于水中静止,根据力的平衡条件可得,施加的向下压力: F=F浮全﹣G=40N﹣20N=20N; 则容器对支持面的压力为:
F总=G水+G+F=600N+20N+20N=640N; 物体浸没水中静止时容器对地面的压强是:
p===3200Pa;
(3)物体的底面积400cm2、体积4000cm3
,则均匀实心圆柱体的高度:
h物==10cm;
故圆柱体露出水面的高度为: h露=10cm﹣5cm=5cm,
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