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(2010•广元)如图所示,放在水平桌面上的圆柱形容器内装有一定量的水,在漂浮在容器内水面上的正方体木块上面放一小铁块,木块上表面刚好和水面齐平.已知容器底面积为4×10-2m2,木

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(2010•广元)如图所示,放在水平桌面上的圆柱形容器内装有一定量的水,在漂浮在容器内水面上的正方体木块上面放一小铁块,木块上表面刚好和水面齐平.已知容器底面积为4×10-2m2,木块边长为10cm,小铁块重4N,取g=10N/kg.求:
(1)木块受到的浮力;
(2)木块的密度;
(3)若轻轻拿走铁块,当木块在水面上静止时,容器底部受到水的压强减少了多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)木块的体积:V=(0.1m)3=0.001m3
铁块放在木块上,木块恰好浸没在水中,木块受到了浮力:
FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N.
(2)木块和铁块整体漂浮在水面上,木块和铁块的总重等于木块受到的浮力,
所以木块的重:G=F-G=10N-4N=6N,
木块的质量:m=
G
g
=
6N
10N/kg
=0.6kg,
木块的密度:ρ=
m
V
=
0.6kg
0.001m3
=0.6×103kg/m3
(3)铁块拿走,木块排开水的体积减小,木块受到的浮力减小,减小的量等于铁块的重力,
所以木块受到浮力减小量为:△Fg△V=1.0×103kg/m3×10N/kg×△V=4N,
所以△V=4×10-4m3
水下降的高度为;△h=
△V
S
=
4×10-4m3
4×10-2m2
=10-2m,
容器底部受到水的压强减少量:△p=ρg△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-2m=100Pa.
答:(1)木块受到的浮力10N;
(2)木块的密度0.6×103kg/m3
(3)若轻轻拿走铁块,当木块在水面上静止时,容器底部受到水的压强减少了100Pa.
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