科技小组的同学用长方形泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型(如图),总重为4N.A底部与浮子B用细绳相连.水位上升时,浮子B下降,水位下降时,浮子B上升,使

发布时间:2020-07-29 10:25:26

科技小组的同学用长方形泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型(如图),总重为4N.A底部与浮子B用细绳相连.水位上升时,浮子B下降,水位下降时,浮子B上升,使航标灯静止时A浸入水中的深度始终为5cm,排开水的质量为500g,浮子B重0.5N(不计绳重和绳与滑轮间的摩擦)
(1)泡沫塑料A底部受到水的压强是多大?
(2)航标灯静止受到的浮力是多大?
(3)泡沫塑料A浸入水中深度为5cm时,浮子B的体积为多大?

网友回答

解:(1)A底部受到水的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.05m=490Pa;
(2)航标灯静止时:
F浮=G排=0.5kg×9.8N/kg=4.9N;
(3)A受到的绳子的拉力为:FA=F浮-G=4.9N-4N=0.9N,
绳子对B向下的拉力为:FB=FA=0.9N,
浮子B受到的浮力为:F浮=GB+FB=0.5N+0.9N=1.4N
浮子B的体积为:
V=V排==≈1.4×10-4m3.
答:(1)泡沫塑料A底部受到水的压强是490Pa;
(2)航标灯静止受到的浮力是4.9N;
(3)泡沫塑料A浸入水中深度为5cm时,浮子B的体积为1.4×10-4m3.
解析分析:(1)知道泡沫塑料A底部所处的深度和水的密度,利用液体压强公式求其受到的压强大小;(2)知道航标灯静止时排开水的质量,利用阿基米德原理求航标灯受到的浮力;(3)航标灯静止时,浮子B受的浮力(竖直向上)等于竖直向下的重力加上拉力,而拉力等于泡沫塑料A受到的浮力减去航标灯模型的总重,再利用阿基米德原理求浮子B的体积.

点评:本题考查了力的合成(力的平衡)、阿基米德原理、物体的浮沉条件(漂浮条件)、液体的压强计算,正确对浮子B进行受力分析是本题的关键.
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