一底面积是125cm2的圆柱形容器内盛有1kg的水,静止在水平桌面上,如图所示.现将含有石块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了4.8cm(没有水溢出).当

发布时间:2020-07-29 03:30:37

一底面积是125cm2的圆柱形容器内盛有1kg的水,静止在水平桌面上,如图所示.现将含有石块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了4.8cm(没有水溢出).当冰块全部熔化后,容器底部所受水的压强改变了44.8pa.容器的质量及厚度可忽略不计,g取10N/kg,ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ=1.0×103kg/m3.求:
(1)含有石块的冰块悬浮时,容器对水平桌面的压强;
(2)石块的密度.

网友回答

解:(1)含有石块的冰块悬浮时,
(m石+m冰)g=F浮=G排
=ρ水gS?△h=1000kg/m3×10N/kg×0.0125m2×0.048m=6N,
容器对水平面的压力F=(m冰+m石)g+m水g=6N+1kg×10N/kg=16N,
容器对水平地面的压强P===1280Pa.
答:容器对水平地面的压强为1280Pa.
(2)(m石+m冰)g=F浮,
所以(m石+m冰)===0.6kg,
冰熔化后,水位下降的高度h降===4.48×10-3m,
冰熔化成水质量不变,-=S?h降,
所以m水=S?h降?=125×10-4m2×4.48×10-3m×=0.504kg,
所以石块质量m石=0.6kg-0.504kg=0.096kg,
石块体积V=V总-V冰=S?h升-=125×10-4m2×0.048m-=4×10-5m3,
石块的密度ρ石===2.4×103kg/m3.
答:石块密度为2.4×103kg/m3.解析分析:(1)含有石块的冰块悬浮时,浮力等于自身重力,还等于排开水的重力,根据此等式求出含有石块的冰块的重力,容器对水平地面的压力等于含有石块的冰块的重力与水的重力之和,再根据公式P=求出容器对水平地面的压强.(2)根据浮力公式求出冰熔化后,水位下降的高度,因为冰熔化后质量不变,冰的体积减去熔化成水的体积等于减小的体积,根据此等式进一步求出冰的质量,从而求出石块的质量;根据刚投入冰块时,液面上升的高度,可求得整个冰块的体积(包括内部的石块),然后根据求得的冰的质量计算出冰的体积,两者之差即为石块的体积,根据公式求出石块的密度.点评:本题考查浮力、密度和压强的计算,关键是公式及其变形的应用以及单位换算,难点是求石块的质量和体积,还要知道在水平面上压力等于物体自身的重力.
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