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某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插在水下25cm处,保持平衡,如图所示.已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为10cm2,且
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某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插在水下25cm处,保持平衡,如图所示.已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为10cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计,玻璃管所受重力为0.5N.(g取10N/kg)求:
(1)水对塑料片产生的压强和压力;
(2)外力F的大小
(3)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒人该液体,当倒入深度达到20cm时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度为多少?
(1)水对塑料片产生的压强和压力;
(2)外力F的大小
(3)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒人该液体,当倒入深度达到20cm时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度为多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)水对塑料片的向上压强:
P=ρ液gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa
∴水对塑料片的压力F水=PS=2500Pa×1×10-3m2=2.5N
答:水对塑料片产生的压强是2500Pa,压力是2.5N.
(2)塑料片受到三个力的作用:玻璃管的压力(等于玻璃管的重力G)、外力F和水对它向上的压力F水,
塑料片平衡,即:G+F=F水
∴F=F水-G=2.5N-0.5N=2N
答:外力F的大小是2N.
(3)倒入液体对塑料片向下的压强P0=ρgh0,
塑料片的截面积为S,则塑料片受倒入液体向下的压力为F0=P0S=ρ液gh0S;
水对塑料片产生的向上的压力F水=2.5N;
∵塑料片刚好下落,则塑料片受力为平衡力,即F0=F=2.5N
∴ρ液gh0S=2.5N
解得ρ液=1.25×103kg/m3
答:该液体的密度是1.25×103kg/m3.
P=ρ液gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa
∴水对塑料片的压力F水=PS=2500Pa×1×10-3m2=2.5N
答:水对塑料片产生的压强是2500Pa,压力是2.5N.
(2)塑料片受到三个力的作用:玻璃管的压力(等于玻璃管的重力G)、外力F和水对它向上的压力F水,
塑料片平衡,即:G+F=F水
∴F=F水-G=2.5N-0.5N=2N
答:外力F的大小是2N.
(3)倒入液体对塑料片向下的压强P0=ρgh0,
塑料片的截面积为S,则塑料片受倒入液体向下的压力为F0=P0S=ρ液gh0S;
水对塑料片产生的向上的压力F水=2.5N;
∵塑料片刚好下落,则塑料片受力为平衡力,即F0=F=2.5N
∴ρ液gh0S=2.5N
解得ρ液=1.25×103kg/m3
答:该液体的密度是1.25×103kg/m3.
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