在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100cm2的圆柱形容器(

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  • 难度: 使用次数:84 入库时间:2018-07-27

     在物理实验操作考核中,水平桌面上放置底面积为100cm2的圆柱形容器(不计容器壁厚度),内有12cm的水(如图甲),某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体,从液面开始缓慢浸入水中,拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示,当圆柱体下表面距液面为10cm时,系圆柱体的细线恰好松开,圆柱体沉入容器底部(水未溢出).如图内所示(g10N/kg),求:

    1)圆柱体浸没在水中时所受到的浮力;

    2圆柱体的体积;

    3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强。

    答案


    11N;(2100cm3;(31.3×103Pa

    【解析】分析:1)根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力,根据公式 求出圆柱体浸没在液体中所受的浮力;

    2)根据的变形公式可以求出V,就是圆柱体的体积;

    3)根据的变形公式可以求出液面上升的高度,然后求出液面最后的高度,在根据就可以求出水对容器底部的压强。

    【解答】解:(1)由图像知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,即G=3N

    h≥5cm时,测力计的示数不变,说明此时圆柱体完全浸没,此时测力计的示数F′=2N

    则圆柱体浸没在液体中所受的浮力:

    2)圆柱体浸没时排开水的体积:,圆柱体完全浸没,所以圆柱体的体积是

    3从图乙可以看出,当h≥5cm时,测力计的示数不变,说明此时圆柱体完全浸没,液面上升的高度为

    此时液面的总深度

    则水对容器底部的压强

    答:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是1N

    2圆柱体的体积是

    3)圆柱体沉入底部时,水对容器底部的压强是

    【点睛本题是一道有关浮力知识的计算题,同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,能够通过图像确定物体的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键,(3)问中关键能分析出液面的总深度,这是此题的难点。


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