如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h,密度为ρ(ρ<ρ水),半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中.然后向容器内注水且木块始终保持竖直,

发布时间:2020-08-06 19:24:02

如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h,密度为ρ(ρ<ρ水),半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中.然后向容器内注水且木块始终保持竖直,则:
(1)注水前,木块对容器底的压力为多大?
(2)向容器中注入水的质量至少为多少时,木块对容器底的压力刚好为零?

网友回答

解:(1)F=G=mg=ρVg=πρR2hg
(2)当木块刚好竖直漂浮时,木块对容器底的压力刚好为零
F浮=G木
ρ水gV排=πρR2hg
V排=,
m水=V水ρ水=ρ水(S容-S物)h浸=3πR2ρh.
答:(1)注水前,木块对容器底的压力为πρR2hg
(2)向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh时,木块对容器底的压力刚好为零.
解析分析:(1)知道木块的底面积和高,求出木块的体积,知道木块的密度,利用m=ρV求木块的质量,利用G=mg求木块的重力,木块对容器底的压力等于木块的重力;
(2)若使木块竖直漂浮,注入水的质量最少,即木块与容器底接触且木块对容器底的压力恰好为零,此时木体所受的浮力等于自身的重力;根据公式F浮=ρgV排可求木块排开水的体积;从而求出木块浸入水中的深度;根据公式V=Sh可求注入水的体积;根据公式m=ρV可求注入水的质量.

点评:本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、重力公式、压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,难点在第二问,知道要使木块竖直漂浮,注入水的质量最少,木块与容器底接触且木块对容器底的压力恰好为零,是本题的关键.
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