如图所示,一正方体物块边长为10cm,漂浮于足够高的底面积为S0的盛有足量水

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  • 难度: 使用次数:103 入库时间:2018-10-27

    如图所示,一正方体物块边长为10cm,漂浮于足够高的底面积为S0的盛有足量水的圆柱形容器中,有1/5体积露出水面。水的密度为1.0×103kg/m3g10N/kg。求:

    1)该物块受到的浮力;

    2)该物块的密度;

    3)若未投入物块时,水对容器底部的压力为F0。试求出物块漂浮时,水对容器底部的压力F1和物块浸没时水对容器底部的压强P2

    4)若物块漂浮时与未投入物块时比较,水对容器底部的压强变化了200Pa,物块浸没时与物块漂浮时水对容器底部的压力之比为30:29,则未投入物块时容器中水的深度是多少?

     


    答案


    :1物块受到的浮力

    F=G=ρgv=ρg4/5v=1.0×103×10×4/5×103×10-6=8N

    ………1                                        ………1

    2)∵物块漂浮  F=GG=mgρ=m/vF=G

    F=G=ρgv=ρgv=ρg4/5v

    ∴物块的密度

    ρ=4/5ρ=4/5 ×1.0×103=0.8×103 kg/ m3

                                 ………2

    3)物块漂浮时水对容器底部的压力F1

    F1 =F0G= F0mg= F0+ρgv= F00.8×103×10×103×10-6= F08 N)……1

    物块浸没时水对容器底部的压强

    p2 =F2/ S0= F0G+ρg1/5v/ S0= F081×103 ×10×1/5×103×10-6/ S0

    =( F010)/ S0(Pa) ……1

    (4) 物块漂浮时水对容器底部的压强

    P1 =F1/ S0= F08/ S0

    未投入物块时水对容器底部的压强

    P0 =F0/ S0

    依题意△P= P1- P0=F08/ S0F0/ S0= 8/ S0=200Pa

    S0=0.04(m2) ……1

    又∵物块浸没时水对容器底部的压力

    F2 =P2·S0= F010

    依题意

    F2/ F1= F010/F08=30/29

    F0=50N……1

    F0= mg=ρvg=ρS0 hg

    h= F0/ρS0 g=50/103×0.04 ×10=0.125m

                                      ……1

    注意:如果学生按上述标准评分小于3分,又写对G= mg, P =F/ SF=G, F=ρgv

    F=G, F=G, ρ=m/v,v=s·h,P =ρgh其中的任一条公式的各给1分,最多不超过3分。

    特别说明:以上各题如果有不同于评分标准的其他解法,合理的,均同样给分。

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