底面积为50cm2的容器中装有一定量的水,用轻质细绳相连的体积相同的甲、乙两球悬浮在水中,如图所示;将细绳剪断后,甲球漂浮且有的体积露出水面,乙球沉入水底;若细绳剪断

发布时间:2020-07-29 06:38:13

底面积为50cm2的容器中装有一定量的水,用轻质细绳相连的体积相同的甲、乙两球悬浮在水中,如图所示;将细绳剪断后,甲球漂浮且有的体积露出水面,乙球沉入水底;若细绳剪断前、后,水对容器底部的压强变化了40Pa,g取10N/kg,则乙球的质量为________g.

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解析分析:两球悬浮在水中,浮力等于重力,由此可以得到甲乙两球的密度与水的密度的等量关系;剪断细绳后,甲球漂浮且知道露出水面的体积,可以得出甲球的密度,从而得出乙球的密度;甲球漂浮时相对悬浮,排开水的体积减小,所以水对容器底的压强减小,根据液体压强计算公式的变形,可以得到水深减小的数值,从而得出甲球漂浮时露出水面的体积,进一步计算出甲球的体积,也就是乙球的体积;最后根据乙球的密度和体积得出乙球的质量.

解答:当两球悬浮在水中时F浮=G甲+G乙ρ水g2V=ρ甲gV+ρ乙gV化简得 2ρ水=ρ甲+ρ乙 ①当剪断细绳后,甲球漂浮=解得ρ甲=0.6×103kg/m3? ②由①②得ρ乙=1.4×103kg/m3由于细绳剪断后,甲球漂浮所以容器中水面下降,即水对容器底的压强减小.△P=ρ水ghh===4×10-3m△V=Sh=5×10-3m2×4×10-2m=2×10-5m3所以甲球的体积为V甲=△V=×2×10-5m3=5×10-5m3V乙=V甲=5×10-5m3m乙=ρ乙V乙=1.4×103kg/m3×5×10-5m3=0.07kg=70g故
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