如图所示,将一个底面积为30cm2,杯壁厚度可以忽略不计的溢水杯置于水平桌面上,倒入某种液体,直到液面离溢口的竖直距离为h1=1cm,此时液体深度为h2=6cm,液体

发布时间:2020-08-13 14:34:01

如图所示,将一个底面积为30cm2,杯壁厚度可以忽略不计的溢水杯置于水平桌面上,倒入某种液体,直到液面离溢口的竖直距离为h1=1cm,此时液体深度为h2=6cm,液体对容器底部的压强为540Pa,再将长为9cm,密度为0.8×103kg/m3,的圆柱形物体缓慢放入液体中(保持竖直状态),物体静止后,从杯中溢出33cm3的液体.(g=10N/kg)求:
(1)溢水杯中液体的密度;
(2)物体所受的浮力;
(3)物体的质量.

网友回答

解:
(1)∵p=ρgh,
∴ρ液==0.9×103kg/m3;
(2)由题知,V排=sh1+V溢=30cm2×1cm+33cm3=63cm3=6.3×10-5m3,
F浮=ρ液V排g=0.9×103kg/m3×6.3×10-5m3×10N/kg=0.567N;
(3)假设物体漂浮在液面,
∵G物=F浮,
即:ρ物gSh物=ρ液gV排=ρ液gSH,
0.8×103kg/m3×0.09m=0.9×103kg/m3×H,
∴H=0.08m=8cm>6cm+1cm=7cm,
∴物体不能漂浮,物体将沉底,浸入深度为7cm,
物体的底面积:
S物===9cm2,
物体的体积:
V物=S物h物=9cm2×9cm=81cm3,
物体的质量:
m物=ρ物V物=0.8g/cm3×81cm3=64.8g.
答:(1)溢水杯中液体的密度为0.9×103kg/m3;
(2)物体所受的浮力为0.567N;
(3)物体的质量为64.8g.
解析分析:(1)知道液体深度和液体对容器底部的压强,利用液体压强公式p=ρgh液体的密度;
(2)由题知,排开水的体积V排=sh1+V溢,利用阿基米德原理求物体受到的浮力;
(3)假设物体漂浮在液面,利用漂浮条件和阿基米德原理得出G物=F浮(ρ物gSh物=ρ液gSH),据此求出漂浮时需要浸入的深度H,得出物体不能漂浮,物体将沉底,求出物体的底面积,进而求出物体的体积,再利用密度公式求物体的质量.

点评:本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、液体压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,知识点多综合性强,本题难点:判断物体在水中的浮与沉.
以上问题属网友观点,不代表本站立场,仅供参考!