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如图所示,用细线拴着一个质量为0.2kg的实心小球,小球的密度为2.5×103kg/m3.把小球挂在弹簧测力计上,弹簧测力计挂在支架上,并将小球放到烧杯内,且与杯底紧密接触.调节支架的高度
题目详情
如图所示,用细线拴着一个质量为0.2kg的实心小球,小球的密度为2.5×103kg/m3.把小球挂在弹簧测力计上,弹簧测力计挂在支架上,并将小球放到烧杯内,且与杯底紧密接触.调节支架的高度,使弹簧测力计的示数为1N.(g=10N/kg)
(1)若往烧杯内注水,且把小球浸没,求注水前后烧杯对小球的支持力.
(2)若把烧杯内的水换成另一种液体,且仍把小球浸没,此时弹簧测力计的示数为0.8N,求这种液体的密度.
(1)若往烧杯内注水,且把小球浸没,求注水前后烧杯对小球的支持力.
(2)若把烧杯内的水换成另一种液体,且仍把小球浸没,此时弹簧测力计的示数为0.8N,求这种液体的密度.
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答案和解析
(1)小球受到的重力G=mg=0.2kg×10N/Kg=2N,
注水前,烧杯对小球的支持力为N=G-F=2N-1N=1N,
由ρ=
可得,当往烧杯内注水且把小球浸没时V排=V=
=
=8×10-5m3,
小球受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-5m3=0.8N,
由于浮力小于原来的支持力,则此时烧杯对小球的支持力为N′=N-F浮=1N-0.8N=0.2N;
(2)若把小球浸没在另一种液体里时,弹簧测力计的示数F2=0.8N,小于原来示数1N,则小球受到的浮力大于烧杯产生的支持力,这时小球受到的浮力为
=G-F2=2N-0.8N=1.2N;
根据F浮=ρgV排可得液体的密度ρ液=
=
=1.5×103kg/m3.
答:(1)注水前烧杯对小球的支持力为1N,注水后烧杯对小球的支持力为0.8N.
(2)这种液体的密度为1.5×103kg/m3.
注水前,烧杯对小球的支持力为N=G-F=2N-1N=1N,
由ρ=
m |
V |
m |
ρ |
0.2kg |
2.5×103kg/m3 |
小球受到的浮力为:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-5m3=0.8N,
由于浮力小于原来的支持力,则此时烧杯对小球的支持力为N′=N-F浮=1N-0.8N=0.2N;
(2)若把小球浸没在另一种液体里时,弹簧测力计的示数F2=0.8N,小于原来示数1N,则小球受到的浮力大于烧杯产生的支持力,这时小球受到的浮力为
F | ′ 浮 |
根据F浮=ρgV排可得液体的密度ρ液=
F浮 |
gV排 |
1.2N |
10N/kg×8×10-5m3 |
答:(1)注水前烧杯对小球的支持力为1N,注水后烧杯对小球的支持力为0.8N.
(2)这种液体的密度为1.5×103kg/m3.
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