题目
如图甲所示,圆柱形平底容器置于水平桌面上,其底面积为500cm2.在容器内放入一个底面积为200cm2、高为20cm的圆柱形物块,物块底部的中心通过一段细线与容器底部相连.向容器内缓慢注入某种液体直至将其注满,如图乙所示.已知在注入液体的过程中细线对物块的拉力F随液体深度h的变化关系图象如图丙所示.若将细线剪断,当物块静止时,液体对容器底部的压强为______Pa.(g=10N/kg)
提问时间:2020-11-17
答案
圆柱体的体积V=200cm2×20cm=4000cm3=0.004m3;
由丙图象可以看出,30cm到35cm时看出其特点:液面变化5cm拉力变化8N,是浮力变化了8N;△F浮=ρ液g△V排;
所以ρ液=
=
=0.8×103kg/m3;
完全浸没时受到的浮力为F浮=ρ液gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.004m3=32N;
物体的重力为G=F浮-F=32N-8N=24N;
将细线剪断,当物块静止时,物体漂浮,受到的浮力F浮1=G=24N;
此时排开水的体积V排=
=
=3×10-3m3;
排开水的体积减小了△V=V-V排=0.004m3-3×10-3m3=1×10-3m3;
水的深度减小△h=
=
=0.02m;
水的深度为h=0.6m-0.02m=0.58m;
当物块静止时,液体对容器底部的压强为P=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.58m=4640Pa.
故答案为:4640.
由丙图象可以看出,30cm到35cm时看出其特点:液面变化5cm拉力变化8N,是浮力变化了8N;△F浮=ρ液g△V排;
所以ρ液=
△F浮 |
g△V排 |
8N |
10N/kg×0.02m2×0.05m |
完全浸没时受到的浮力为F浮=ρ液gV=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.004m3=32N;
物体的重力为G=F浮-F=32N-8N=24N;
将细线剪断,当物块静止时,物体漂浮,受到的浮力F浮1=G=24N;
此时排开水的体积V排=
F浮1 |
ρ液g |
24N |
0.8×103kg/m3×10N/kg |
排开水的体积减小了△V=V-V排=0.004m3-3×10-3m3=1×10-3m3;
水的深度减小△h=
△V |
S容 |
1×10−3m3 |
500×10−4m2 |
水的深度为h=0.6m-0.02m=0.58m;
当物块静止时,液体对容器底部的压强为P=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.58m=4640Pa.
故答案为:4640.
已知物体的底面积和高度,根据公式V=Sh可求物体的体积,当物体完全浸没时,根据图象可求其浸入的体积的变化和受到的浮力,利用浮力公式求出液体的密度,受到的浮力等于绳子的拉力与物体重力之和,从图象上可以看出物体完全浸没时绳子的拉力,进一步求出物体的重力;
将细线剪断,当物块静止时,物体漂浮,受到的浮力等于自身的重力;根据浮力公式求出此时排开液体的体积,与原先排开液体的体积相比较,即可得出减小的排开液体的体积,进一步求出液体减小的深度,从图象可知原先液体的深度,根据公式P=ρgh可求当物块静止时,液体对容器底部的压强.
将细线剪断,当物块静止时,物体漂浮,受到的浮力等于自身的重力;根据浮力公式求出此时排开液体的体积,与原先排开液体的体积相比较,即可得出减小的排开液体的体积,进一步求出液体减小的深度,从图象可知原先液体的深度,根据公式P=ρgh可求当物块静止时,液体对容器底部的压强.
液体的压强的计算;阿基米德原理;浮力大小的计算.
本题考查浮力和压强的计算,难点是求物体的重力,进而求出完全浸没和漂浮时受到的浮力,这是解题的关键.
举一反三
已知函数f(x)=x,g(x)=alnx,a∈R.若曲线y=f(x)与曲线y=g(x)相交,且在交点处有相同的切线,求a的值和该切线方程.
我想写一篇关于奥巴马的演讲的文章,写哪一篇好呢?为什么好
奥巴马演讲不用看稿子.为什么中国领导演讲要看?
想找英语初三上学期的首字母填空练习……
英语翻译
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