如图所示,一个质量为500g,面积100cm2,高为15cm的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1000cm3水,将一个重3N,高为10cm的实心长方体A挂在弹簧

首页 > 考试 > 物理 > 初中物理 > 密度及其特性/2022-02-15 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

如图所示,一个质量为500g,面积100cm2,高为15cm的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1000cm3水,将一个重3N,高为10cm的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后竖直浸入水中,当物体A刚好浸没在水中时,弹簧测力计的读数为2N,(g取10N/kg)
(1)求物体A受到的浮力;
(2)求物体A的密度;
(3)当物体A刚好浸没在水中时,容器对水平桌面的压强;
(4)把刚好浸没在水中的物体A竖直往上缓慢提升4.5cm后,使物体A保持静止,则此时弹簧测力计的读数为多少牛?

◎ 答案

(1)物体A受到的浮力为1N;(2)物体A的密度为3×103kg/m3;(3)当物体A刚好浸没在水中时,容器对水平桌面的压强为1600Pa;(4)把刚好浸没在水中的物体A竖直往上缓慢提升4.5cm后,使物体A保持静止,则此时弹簧测力计的读数为2.45N.

◎ 解析

(1)物体A受到的浮力:
F=G﹣F′=3N﹣2N=1N;
(2)∵物体完全浸没,
∴物体的体积:
V=V===10﹣4m3=100cm3
物体A的密度:
ρ====3×103kg/m3
(3)未放物体时,容器内水的深度:
h1===10cm,
物体A浸没时,水上升的高度:
h2===1cm
此时容器内水的深度:
h=h1+h2=10cm+1cm=11cm<15cm,故水未溢出;
以容器、水以及物体作为整体研究,受力平衡,桌面受到的压力大小为F=F+G容器+G容器内水的重力:
G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×1000×10﹣6m3×10N/kg=10N,
容器的重力:
G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,
所以物块浸没水中后,容器对桌面的压强:
p====1600Pa;
(4)物体A浸入水中的长度:
L=10cm﹣4.5cm=5.5cm,
排开水的体积:
V′=×5.5cm=5.5×10﹣5m3
此时物体A受到的浮力:
F′=ρgV′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.5×10﹣5m3=0.55N,
此时弹簧测力计的示数:
F=G﹣F′=3N﹣0.55N=2.45N

◎ 知识点

    专家分析,试题“如图所示,一个质量为500g,面积100cm2,高为15cm的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有1000cm3水,将一个重3N,高为10cm的实心长方体A挂在弹簧…”主要考查了你对  【密度及其特性】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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