如图*所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体。*簧测力计下...
问题详情:
如图*所示,水平桌面上放置底面积为100cm2、质量为500g的圆筒,筒内装有20cm深的某液体。*簧测力计下悬挂底面积60cm2、高为10cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直至完全浸没,*簧测力计示数F随圆柱体浸入液体的深度h的变化关系如图乙所示。(可以忽略圆筒的厚度,过程中液体没有从筒中溢出),g取10N/kg,求:
(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是多少?
(2)筒内液体密度是多少?
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
【回答】
(1)5.4N;(2)0.9×103kg/m3;(3)2840Pa
【解析】(1)由图象可知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=17.4N;当h≥10cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F=12N;所以
F浮=G-F=17.4N-12N=5.4N
(2)物体排开液体的体积
V排=V物=60×10×10-6m3=6×10-4m3
液体密度
(3)液体的质量
m液=ρ液V液=0.9×103kg/m3×100×20×10-6m3=1.8kg
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对桌面的压力
F′=(m液+m筒)g+G物-F拉=(1.8kg+0.5kg)×10N/kg+17.4N-12N=28.4N
圆筒对桌面的压强
p==2840Pa
答:(1)圆柱体完全浸没时受到液体的浮力是5.4N;
(2)筒内液体密度是0.9×103kg/m3;
(3)当圆柱体完全浸没时,圆筒对桌面的压强是2840Pa。
知识点:压强和浮力单元测试
题型:计算题
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