如图所示,金属圆柱体甲的密度为5.0×103千克/米3,体积为2×10-3米3,底面积为10-2米2;薄壁圆柱形容器乙的底面积为2×10-2米2,容器中盛有适量的水.

发布时间:2020-08-05 05:01:14

如图所示,金属圆柱体甲的密度为5.0×103千克/米3,体积为2×10-3米3,底面积为10-2米2;薄壁圆柱形容器乙的底面积为2×10-2米2,容器中盛有适量的水.求:
(1)通过绳子对放在桌面上的甲物体用20N的力竖直向上提(如图),此时圆柱体甲对水平桌面的压强.(画受力分析图)
(2)小明想求出当用绳子将甲物体全部浸入乙容器的水中时(水未溢出),乙底部受到水的压力的增加量.

网友回答

解:(1)以圆柱体甲为研究对象,受力分析如图所示:

由ρ=可得,圆柱体甲的质量:
m=ρV=5.0×103kg/m3×2×10-3m3=10kg,
圆柱体甲的重力:
G=mg=10kg×10N/kg=100N,
由受力分析图和二力平衡条件可知:
F支=G-F拉=100N-20N=80N,
根据相互作用力可知桌面所受压力:
F′=F支=80N,
圆柱体甲对桌面所受压强:
p===8×103Pa;
(2)乙容器中水深度的增加量:
△h===0.1m,
乙底部受到水的压强的增加量:
△p=ρg△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa,
乙底部受到水的压力的增加量:
△F=△pS容器=1000Pa×2×10-2m2=20N.
答:(1)圆柱体甲受力分析图如上所示,此时圆柱体甲对水平桌面的压强为8×103Pa;
(2)乙底部受到水的压力的增加量为20N.
解析分析:(1)对圆柱体甲受力分析可知,受到竖直向上的拉力、支持力和竖直向下的重力,根据密度公式求出圆柱体的质量,利用G=mg求出重力,根据力的平衡条件可求圆柱体受到的支持力,根据相互作用力可知圆柱体对桌面的压力,利用压强公式求出此时圆柱体甲对水平桌面的压强;
(2)水深度的增加量等于圆柱体的体积除以乙容器的底面积,根据p=ρgh求出乙底部受到水的压强的增加量,再根据p=求出水的压力的增加量.

点评:本题考查了压强和压力的计算,关键是对圆柱体进行正确的受力分析并利用好力的平衡、相互作用力求出压力的大小,同时要注意圆柱体完全浸没时排开水的体积和本身的体积相等.
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