如图*所示,圆柱形物体的底面积为0.01m2,高为0.2m,*簧测力计的示数为20N,如图乙所示,圆柱形容器上...
问题详情:
如图*所示,圆柱形物体的底面积为0.01m2,高为0.2m,*簧测力计的示数为20N,如图乙所示,圆柱形容器上层的横截面积为0.015m3,高为0.1m,下层的底面积为0.02m2,高为0.2m,物体未浸入时液体的深度为0.15m。当物体有一半浸入液体时,*簧测力计的示数为10N。(g取10N/kg)求:
(1)物体的质量:
(2)液体的密度;
(3)当物体有一半浸入液体中时,液体对容器底部的压强;
(4)若物体继续浸入液体中,液体对容器底部的压强增大到物体有一半浸入液体时压强的1.2倍,此时*簧测力计的示数。
【回答】
(1)2kg;(2);(3)2×103Pa;(4)4N
【解析】
(1).根据题意知道,物体的重力是G=20N,由G=mg知道,物体的质量是: ; (2).根据题意知道,物体的体积是: V=Sh=0.01m2 ×0.2m=2×10-3 m3 ,
由于当物体有一半浸入液体时,*簧测力计的示数是F′=10N,此时物体受到的浮力是: F浮 =G-F′=20N-10N=10N, 由F浮 =ρgV排 知道,液体的密度是: =1.0×103 kg/m3; (3).当物体有一半浸入液体中时,假设液面没有升到上层,则液面上升的高度是: 此时液面的深度是: h1 =h0 +△h=0.15m+0.05m=0.2m, 即此时与下层容器的高度刚好相等,液面没有上升到上层容器,液体对容器底部的压强: =2×103Pa; (4).当液体对容器底部的压强增大到物体有一半浸入液体时压强的1.2倍时,液体压强是: , 由p=ρgh知道,此时液体的深度是: , 液面继续上升的高度是: , 排开液体增加的体积是: , 此时排开液体的总体积是:
此时物体受到的浮力是: , 此时*簧测力计的示数是: F″=G-F浮 ′=20N-16N=4N。
答:(1).物体的质量为2kg;
(2).液体的密度为1.0×103 kg/m3 ;
(3).液体对容器底部的压强为2000Pa;
(4).*簧测力计的示数为4N。
知识点:阿基米德原理
题型:计算题
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