△F=G舰载机﹣G溢=9N﹣1×10kg/m×0.03m×(0.38m+0.03m﹣0.4m)×10N/kg=6N;则容器对水平地面的压强增加量:△p=
16. 某同学制作了一个”浮子“.他用质量为2m、高为h、横截面积为2S的质地均匀实心圆柱体,将其中间挖掉横截面积为S、高为h的圆柱体,做成”空心管“;然后用另一个不同材质、质地均匀的实心圆柱体将管的空心部分恰好填满,做成”浮子“,如图1所示.将”浮子“放入盛有足量水、底面积为S0的圆柱形薄壁容器中.”浮子“刚好悬浮在水中,如图2所示.已知水的密度为ρ0,请解答下列问题: (1)该“浮子”的平均密度是多少?
(2)实验中,组成“浮子”的“空心管”和“填充柱体”在水中完全脱离,致使容器中水面高度发生了变化,待水面恢复稳定后,水对容器底部的压强变化了多少?
=
=200Pa.
332
(1)因为浮子悬浮在水中,所以ρ浮子=ρ水=ρ0;
(2)①若空心管漂浮,水面高度的变化为△h;F浮=Gρ0g(Sh﹣△hS0)=mg, △h=
,所以△p=ρ0g△h=
.
②若“填充柱体”漂浮,因为ρ浮子=ρ水=ρ0;所以填充柱体的质量m′=2ρ0Sh﹣m; ρ0g(Sh﹣△hS0)=m′g=2ρ0Sh﹣m,同理可得:△h′=
由P=ρgh可得,△P′=ρ0g△h=
17. 如图甲所示,水平桌面上有一底面积为5.0×10m的圆柱形容器,容器中装有一定量的水,现将一个体积为5.0×10m的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,浸入水中的体积为4.0×10m.求: (1)物块受到的浮力; (2)物块的质量;
(3)如图乙所示,用力F缓慢向下压物块,使其恰好完全浸没在水中(水未溢出).此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少?
11
﹣53
﹣53
﹣32
(1)已知V排=4.0×10m,
则F浮=ρ水gV排=1.0×10kg/m×10N/kg×4×10m=0.4N. (2)由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N, 则质量m=
=
=0.04kg;
﹣53
﹣53
﹣53
3
3
﹣53
﹣53
(3)物块使其恰好完全浸没在水中,排开水的体积变化:△V=V物﹣V排=5×10m﹣4×10m=1×10m 则水的深度变化为:△h=所以水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×10kg/m×10N/kg×0.002m=20Pa
18. 如图甲所示,放在水平桌面上的圆柱形容器的底面积为100cm,装有20cm深的水,容器的质量为0.02kg,厚度忽略不计.A、B是由密度不同的材料制成的两实心物块,已知B物块的体积是A物块体积的.当把A、B两物块用细线相连放入水中时,两物块恰好悬浮,且没有水溢出,如图乙所示,现剪断细线,A物块上浮,稳定后水对容器底的压强变化了60Pa,物块A有体积露出水面.已知水的密度为1.0×10kg/m,g取10N/kg.试求:
(1)如图甲所示,容器对水平桌面的压强; (2)细线被剪断后水面的高度差; (3)A、B两物块的密度.
3
3
2
3
3
==0.002m,
(1)圆柱形容器内水的体积: V水=S容h水=100cm×20cm=2000cm, 由ρ=
可得,水的质量:
3
3
2
3
m水=ρ水V水=1.0g/cm×2000cm=2000g=2kg, 容器对水平桌面的压力:
F=G总=(m容+m水)g=(0.02kg+2kg)×10N/kg=20.2N,
12
容器对水平桌面的压强: p=
=
=2020Pa;
(2)由p=ρgh可得,细线被剪断后水面的高度差: △h=
=
=6×10m=0.6cm;
﹣3
(3)细线被剪断后A漂浮,物块A有体积露出水面,则V排A=VA,
因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等, 所以,由F浮=ρgV排和G=mg=ρVg可得: ρ水gV排A=ρAVAg,
则ρA=物块A有
ρ水=×1.0×10kg/m=0.75×10kg/m;
VA=S容△h,
3333
体积露出水面,则A露出水面的体积和容器内减少水的体积相等,即
则物体A的体积:
VA=4S容△h=4×100cm×0.6cm=240cm,VB=剪断细线前,AB两物块恰好悬浮,则 ρ水g(VA+VB)=ρAVAg+ρBVBg, B物体的密度: ρB=
ρ水﹣
ρA=
×1.0×10kg/m﹣
3
3
2
3
VA=×240cm=30cm,
33
×0.75×10kg/m=3×10kg/m
3333
13
相关推荐: