p=ρghA=1×10kg/m×10N/kg×0.25m=2.5×10Pa; (4)物块的质量:
333
mA===2.5kg,
由F浮=ρ
水
V排g可得物块的体积:
﹣33
VA=V排===2×10m,
物块的密度:
3
3
ρA===1.25×10kg/m。
故答案为:(1)15;(2)25;20;(3)20;2.5×10Pa;(4)物块A的密度为1.25×10kg/m。 20.(2019宜宾,17)如图甲所示,用钢丝绳将一个实心圆柱形混凝土构件从河里以0.05m/s的速度竖直向上匀速提起,图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图像,整个提起过程用时100s,已知河水密度为1.0×l0kg/m,混凝土的密度为2.8×l0kg/m,钢铁的密度为7.9×l0kg/m,g取10N/kg,不计河水的阻力,求:
3
3
3
3
3
3
333
(1)0~60s内混凝土构件在河水里上升的髙度;
(2)开始提起(t=0)时混凝土构件上表面受到水的压强(不计大气压); (3)0~60s内钢丝绳拉力所做的功;
(4)通过计算说明,此构件的组成是纯混凝土,还是混凝土中带有钢铁骨架?
17
21.(2019安顺,19)如图所示,水平桌面上放置一圆柱形容器,其内底面积为200cm,容器侧面称近底部的位置有一个由阀门K控制的出水口,均匀物体A是边长为10cm的正方体,用不可伸长的轻质细线悬挂放入水中静止,此时物体A有的体积露出水面,细线受到的拉力为12N,容器中水深为18cm。已知细线能承受的最大拉力为15N,打开阀门K,使水缓慢流出,当细线断裂时立即关闭阀门K,关闭阀门K时水流损失不计,细线断裂后物体A下落过程中不翻转,物体A不吸水。
(1)从细线断裂到物体A下落到容器底部的过程中,求重力对物体A所做的功。 (2)物体A下落到容器底部稳定后,求水对容器底部的压强。 (3)阅读后解答:
当细线断裂后,物体A所受重力与浮力将不平衡,物体A所受重力与浮力之差称为物体A
2
18
所受的合外力F(不计水对物体A的阻力),由牛顿第二定律可知:所受的合外力会使物体产生运动的加速度a,并且合外力与加速度之间关系式为:F=ma(式中的F单位为N,a的单位为m/s,m为物体的质量,其单位为kg)
通过阅读以上材料,求物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中2
加速度a的大小。
解:(1)正方体的体积:V=(0.1m)3
=1×10﹣3m3
, 由于用细绳悬挂放入水中,有的体积露出水面, 则V﹣33
﹣43
排=(1﹣)V=×1×10m=8×10m, 正方体受到的浮力:F43
浮=ρ
水
gV排=1.0×103
kg/m3
×10N/kg×8×10﹣m=8N,
此时正方体受到竖直向上的浮力和绳子的拉力、竖直向下的重力处于平衡状态, 则物体A的重力:G=F+F浮=12N+8N=20N;
物体A原来浸入水的深度:h=(1﹣)×0.1m=0.08m, 细线断裂后,物体A下落的高度:h下落=0.18m﹣0.08m=0.1m, 则重力对物体A所做的功:W=Gh下落=20N×0.1m=2J;
19
(2)细线刚好断裂时,物体受到的浮力:F浮'=G﹣F'=20N﹣15N=5N,
﹣43
此时物体排开水的体积:V排′===5×10m,
则此时物体浸入水中的深度:h'═==0.05m,
水下降的深度:△h下降=h﹣h'=0.08m﹣0.05m=0.03m,
则细线刚好断裂时,露出水面的体积为:V露=V﹣V排′=1×10m﹣5×10m=5×10m, 细线断裂后,物体A下落到容器底部稳定后,液面上升的高度:
﹣33
﹣43
﹣43
△h上升===0.025m,
物体A下落到容器底部稳定后水深:
h水=h﹣△h下降+△h上升=0.18m﹣0.03m+0.025m=0.175m, 此时水对容器底部的压强: p=ρ
水
gh水=1.0×10kg/m×10N/kg×0.175m=1.75×10Pa;
333
(3)物体全部浸没时受到的浮力: F浮″=ρ
水
gV排=1.0×10kg/m×10N/kg×1×10m=10N,
33﹣33
物体A从全部浸没于水面之下时至恰好沉到圆柱形容器底部的过程中受到的合力: F合=G﹣F浮″=20N﹣10N=10N, 物体A的质量: m==
=2kg,
由牛顿第二定律可得,该过程中的加速度:
a===5m/s。
2
答:(1)从细线断裂到物体A下落到容器底部的过程中,重力对物体A所做的功为2J;
20
相关推荐: