解答题一个质量为0.5kg,边长为10cm的实心正方体静止在水平地面上[见图(

发布时间:2020-07-28 19:49:18

解答题一个质量为0.5kg,边长为10cm的实心正方体静止在水平地面上[见图(a)].小丽同学见状将其轻轻放入装有水的容器中[见图(b)],静止时容器中水面上升了5cm,已知容器底面积为100cm2,未放入正方体前容器中水深25cm,g取10N/㎏.

求:(1)正方体的密度;
(2)正方体对水平地面的压强;
(3)正方体在水中静止时受到的浮力大小;
(4)放入正方体后,水对容器底的压强大小.

网友回答

解:(1)正方体的体积:V=a3=(0.1m)3=0.001m3,
正方体的密度:ρ===0.5×103㎏/m3;
(2)正方体的重力:G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,
因为正方体放在水平地面上,所以F=G=5N,
正方体的底面积:S=a2=(0.1m)2=0.01m2,
正方体对水平地面的压强:P===500Pa;
(3)因为正方体漂浮在水面上,所以F浮=G=5N;
(4)正方体放入水中后,水的深度为:h=0.05m+0.25m=0.3m,
水对容器底的压强:P′=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa.
答:(1)正方体的密度是0.5×103㎏/m3.
(2)正方体对水平地面的压强是500Pa.
(3)正方体在水中静止时受到的浮力为5N.
(4)放入正方体后,水对容器底的压强为3000Pa.解析分析:(1)先算出正方体的体积,然后根据密度公式就可以算出正方体的密度;(2)先根据重力公式G=mg算出正方体的重力,正方体的重力即为正方体对水平地面的压力,然后算出正方体的底面积,最后就可以根据压强公式算出正方体对水平地面的压强;(3)因为正方体漂浮在水面上,所以我们可采取平衡力法来求出浮力;(4)先算出放入正方体后水的深度是多少,然后根据液体压强计算公式就可以算出放入正方体后,水对容器底的压强大小.点评:本题综合考查了多个公式,包括密度公式、重力公式、压强公式、液体压强公式,本题中还涉及到两个等量关系:正方体对水平地面的压力等于正方体的重力,漂浮时正方体受到的浮力等于正方体的重力,本题属于对基础知识、公式的考查,是一道好题.
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