如图所示,质量为0.2千克、底面积为2×10-2米2的圆柱形容器放在水平地面上.容器中盛有0.2米高的水.①求水对容器底部的压强.②求容器中水的质量.③若将一个体积为

发布时间:2020-08-12 22:58:34

如图所示,质量为0.2千克、底面积为2×10-2米2的圆柱形容器放在水平地面上.容器中盛有0.2米高的水.
①求水对容器底部的压强.
②求容器中水的质量.
③若将一个体积为2×10-3米3的实心均匀物块浸没在容器内水中后(水未溢出),容器对地面的压强恰好为水对容器底部压强的两倍,求物块的密度.

网友回答

已知:圆柱形容器质量为m容=0.2kg,底面积为S=2×10-2m2,水的深度h=0.2m,实心均匀物块的体积V物=2×10-3m3
求:(1)水对容器底部的压强p=?;(2)容器中水的质量m水=?;(3)物块的密度ρ物=?
解:(1)水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;
(2)水的体积V=Sh=2×10-2m2×0.2m=4×10-3m3,
∵ρ=,
∴水的质量为m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×4×10-3m3=4kg;
(3)设物体的质量为m,容器的底面积为S,
放入物块后水升高的高度△h===0.1m,
水的深度h′=h+△h=0.2m+0.1m=0.3m,
则容器对地面压强:
p地===,
水对容器底部压强:
p水=ρ水h′g,
由题知,p地=2p水,
即:=2ρ水h′g,
∴物体的质量:
m物=-m容-m水=2×1.0×103kg/m3×0.3m×2×10-2m2-4kg-0.2kg=7.8kg,
所以物体的密度:
ρ物===3.9×103kg/m3.
答:(1)水对容器底部的压强1960Pa;
(2)水的质量为4kg;
(3)物块的密度为3.9×103kg/m3.
解析分析:(1)根据公式p=ρ水gh求出水对容器底的压强;
(2)求出水的体积,根据ρ=求出水的质量;
(3)根据水的深度变化求出物体放入水中后水对容器底压强;物体放入水中后对地面的压力等于总重力,根据公式p=求出容器对地面压强,根据关系式可以得到物体的质量,进而求出物体的密度.

点评:此题考查了密度计算公式、液体压强计算公式和固体压强计算公式的应用.明白容器对地面的压强恰好为水对容器底部压强的两倍,是解决第三小题的关键,有一定的难度.
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