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(2013•佛山)水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g圆筒,筒内装有16cm深的某液体,弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱
题目详情
(2013•佛山)水平桌面上放置底面积为80cm2,质量为400g圆筒,筒内装有16cm深的某液体,弹簧测力计悬挂底面积为40cm2、高为8cm的圆柱体,从液面逐渐浸入直到浸没,弹簧测力计示数F与圆柱体浸入液体深度h的关系如图所示.(圆筒的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出)求:
(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是多少?
(2)筒内液体的密度是多少?
(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是多少?
(2)筒内液体的密度是多少?
(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=10N;
当h≥8cm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=2N;
所以F浮=G-F=10N-2N=8N;
(2)物体排开液体的体积V排=V物=40×8×10-6m3=3.2×10-4m3
由F浮=ρ液gV排得,
ρ液=
=
=2.5×103kg/m3
(3)液体的质量m液=ρ液V液=2.5×103kg/m3×80×16×10-6m3=3.2kg
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对地面的压力F′=(m液+m筒)g+G物-F拉=(3.2kg+400×10-3kg)×10N/kg+10N-2N=44N
p=
=
=5.5×103Pa
答:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是8N;(2)筒内液体的密度是2.5×103kg/m3;(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是5.5×103Pa.
当h≥8cm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=2N;
所以F浮=G-F=10N-2N=8N;
(2)物体排开液体的体积V排=V物=40×8×10-6m3=3.2×10-4m3
由F浮=ρ液gV排得,
ρ液=
F浮 |
gV排 |
8N |
10N/kg×3.2×10−4m3 |
(3)液体的质量m液=ρ液V液=2.5×103kg/m3×80×16×10-6m3=3.2kg
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对地面的压力F′=(m液+m筒)g+G物-F拉=(3.2kg+400×10-3kg)×10N/kg+10N-2N=44N
p=
F′ |
S |
44N |
80×10−4m2 |
答:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是8N;(2)筒内液体的密度是2.5×103kg/m3;(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是5.5×103Pa.
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