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
◎ 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浮=G﹣F′=3N﹣2N=1N; (2)∵物体完全浸没, ∴物体的体积: V=V排===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总=F浮+G容器+G水容器内水的重力: G水=m水g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×1000×10﹣6m3×10N/kg=10N, 容器的重力: G容=m容g=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排′=×5.5cm=5.5×10﹣5m3, 此时物体A受到的浮力: F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×5.5×10﹣5m3=0.55N, 此时弹簧测力计的示数: F示=G﹣F浮′=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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