如图所示,甲、乙均为圆柱体,甲高为10cm,乙的质量为800g,杠杆A端与水平地面上的甲相连,B端与悬挂在空中的乙相连,乙的下面为圆筒形容器M且无碰触,此时杠杆在水平

发布时间:2020-07-29 00:17:39

如图所示,甲、乙均为圆柱体,甲高为10cm,乙的质量为800g,杠杆A端与水平地面上的甲相连,B端与悬挂在空中的乙相连,乙的下面为圆筒形容器M且无碰触,此时杠杆在水平位置平衡,甲对水平地面的压强为3200Pa.当把质量为900g的水注入容器M中时,乙浸没在水中且水未溢出,杠杆平衡后,水对容器M底面的压强为2500Pa,甲对水平地面的压强为5000Pa.已知:OA:OB=2:3,容器M的底面积为60cm2,不计杠杆的质量.g取10N/kg,则乙的重力为________N,甲的密度为________kg/m3.

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8    5.6×103解析分析:(1)设甲的密度为ρ甲,底面积为S甲,利用杠杆的平衡条件得出两个关于ρ甲、S甲的方程,然后利用数学知识将S甲消除,即可解得甲的密度.(2)关键点在于求解注水后乙物体对杠杆的力的大小:先利用液体压强的变形公式求出注水后水面的高度h1,然后利用密度公式求出没有物体浸没在水中时水面的高度h2,则乙物体排开水的体积为V排=(h1-h2)×S容器;然后将其代入浮力公式解得乙物体受到的浮力,再根据力的合成求出注水后乙物体对杠杆的力的大小.解答:乙的重力为:G乙=m乙g=800×10-3kg×10N/kg=8N(1)由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得?F甲?OA=F乙?OB(m甲g-F压)?2L=0.8Kg?10N/kg?3L(ρ甲?S甲?0.1m×10N/kg-3200Pa?S甲)?2L=0.8Kg?10N/kg?3L…①(2)由液体压强公式P=hgρ得h1===0.25m由ρ=得h2===0.15m则乙物体排开水的体积为:V排=(h1-h2)×S容器=0.1m×0.006m2=0.0006m3乙物体受到的浮力为F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×0.0006m3×10N/kg=6N灌水后乙物体提供的阻力F2=8N-6N=2N(3)注水后根据杠杆的平衡条件得(ρ甲?S甲?0.1m×10N/kg-5000Pa?S甲)?2L=2N?3L…②由①②两式解得ρ甲=5.6×103kg/m3.故
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