如图(a)所示,一个量筒放在水平桌面中央,量筒重1.96牛,量筒与桌面的接触面积为50厘米2,内盛有重0.98牛,深为5厘米的水.桌面上有实心长方体A,重2.45牛.求:
①如图(a),水对量筒底部的压强.
②如图(b),用绳子吊着物体A,将一半体积浸入水中,则绳子对物体的拉力为多少?
③物体A的密度.
④如图(b),当剪断绳子后,量筒对桌面的压强是多少帕?
网友回答
解:①图a量筒内水的高度h=5cm=0.05m,
水对容器底部压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.05m=490Pa;
②用绳子吊着物体A,将一半体积浸入水中时,
由ab图中量筒示数可知:V排=150ml-100ml=50ml=50cm3=5×10-5m3,
物体A受到浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×5×10-5m3=0.49N;
则拉力F=GA-F浮=2.45N-0.49N=1.98N;
③∵V排=VA,
∴VA=2V排=2×5×10-5m3=1×10-4m3,
根据G=mg可得,长方体A的质量:
mA===0.25kg,
长方体A的密度:
ρ===2.5×103kg/m3;
④剪断绳子后,量筒对桌面的压力:
F=G筒+G水+GA=1.96N+0.98N+2.45N=5.39N,
量筒对桌面的压强:
p===1078Pa.
答:①如图(a),水对量筒底部的压强为490Pa;
②如图(b),用绳子吊着物体A,将一半体积浸入水中,则绳子对物体的拉力为1.98N;
③物体A的密度为2.5×103kg/m3;
④如图(b),当剪断绳子后,量筒对桌面的压强是1078Pa.
解析分析:(1)图a根据容器内水的高度,利用液体压强公式求出水对量筒底部的压强;
(2)图b根据题意可知物体排开液体的体积,根据阿基米德原理求出物块受到浮力,则根据拉力为重力和浮力的差求解;
(3)知道实心长方体A的重力和体积,根据重力公式和密度公式求出其密度的大小;
(4)剪断绳子后,量筒对桌面的压力等于水和量筒、长方体A的重力之和,根据压强公式求出容器对桌面的压强.
点评:本题考查了密度、压强、浮力的计算,关键是公式的灵活应用以及根据题意得出物体A排开水的体积、物体A浸没时水上升的高度.