一底面积为60cm2的圆柱形容器中装有20cm深的水,将一用铝制成的小船放到容器水面,静止后水面上升了5cm;(ρ铝=2.7×103kg/m3)(1)放入小船后容器底

发布时间:2020-08-10 00:16:57

一底面积为60cm2的圆柱形容器中装有20cm深的水,将一用铝制成的小船放到容器水面,静止后水面上升了5cm;(ρ铝=2.7×103kg/m3)
(1)放入小船后容器底部受到液体的压强为多少?
(2)求小船受到的浮力为多少?
(3)小船由多少千克的铝制成?
(4)拨弄小船使其沉入容器里面,稳定后水对底部的压强为多少帕斯卡?

网友回答

已知:圆柱形容器的底面积为S=60cm2,水深h=20cm,静止后水面上升了△h=5cm,ρ铝=2.7×103kg/m3,
求:(1)容器底部受到液体的压强p=?;(2)小船受到的浮力F浮=?;(3)小船的质量m=?;(4)水对底部的压强p′=?
解:(1)放入小船后水的深度为h1=h+△h=20cm+5cm=25cm=0.25m,
容器底部受到水的压强:
p=ρ水gh1=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.25m=2.45×103Pa;
(2)小船排开水的体积:V=S△h=60cm2×5cm=300cm3=3×10-4m3,
小船排开水的质量:m排=ρ水V=1×103kg/m3×3×10-4m3=0.3kg,
小船排开水的重力:G排=m排g=0.3kg×9.8N/kg=2.94N,
小船受的浮力:F浮=G排=2.94N;
(3)因为小船处于漂浮状态,所以F浮=G,即小船的重力G=F浮=2.94N,
∵G=mg,
∴小船的质量:m船===0.3kg;
(4)∵ρ=,
∴小船的体积:V船===×10-3m3,
小船沉入水底后水面上升的高度:△h′===m≈0.0185m=1.85cm,
此时水的深度h2=h+△h′=20cm+1.85cm=21.85cm=0.2185m,
容器底部受到水的压强:
p′=ρ水gh2=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.2185m≈2.14×103Pa.
答:(1)放入小船后容器底部受到液体的压强为2.45×103Pa;
(2)小船受到的浮力为2.94N;
(3)小船由0.3kg的铝制成;
(4)小船使其沉入容器里面,稳定后水对底部的压强为2.14×103Pa.
解析分析:(1)求出水的深度,根据公式p=ρgh可求容器底部受到水的压强;
(2)根据V=Sh求出小船排开水的体积,根据公式m=ρV求出排开水的质量,再根据公式G=mg求出排开水的重力,即小船受的浮力;
(3)小船处于漂浮状态,浮力等于其重力,F浮=G,根据公式G=mg求出小船的质量;
(4)根据公式m=ρV求出小船的体积,即为小船沉入水底后排开水的体积,根据V=Sh求出水面上升的高度,再根据公式p=ρgh可求容器底部受到水的压强.

点评:此题主要考查的是学生对液体压强、密度、质量、重力、浮力计算公式的理解和掌握,考查的知识点较多,有一定难度.
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