两只完全相同的柱形烧杯内分别盛满水和某种液体,现在一弹簧测力计的挂钩上挂着一实心圆柱体,分别将其逐渐浸入水或某种液体中.如图是弹簧测力计吊着圆柱体浸入水或某种液体中的

发布时间:2020-08-10 07:07:48

两只完全相同的柱形烧杯内分别盛满水和某种液体,现在一弹簧测力计的挂钩上挂着一实心圆柱体,分别将其逐渐浸入水或某种液体中.如图是弹簧测力计吊着圆柱体浸入水或某种液体中的情况.甲图是弹簧测力计的示数随柱体逐渐浸入水中的情况,乙图是弹簧测力计的示数随柱体逐渐浸入某种液体中的情况.试根据图中所给条件,求:
(1)圆柱体的底面积多大?
(2)圆柱体的密度多大?
(3)未放入圆柱体前,液体对烧杯底产生的压强多大?(g取10N/kg)

网友回答

解:
(1)由图甲、乙可知,圆柱体重G=2N,圆柱体浸入水中静止或匀速下降(未沉底)时,
则有:F浮=G-F′=2N-1.4N=0.6N,
∵圆柱体全浸入时圆柱体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV,
∴圆柱体的体积:
V=V排===6×10-5m3;
由图甲可知,h柱=2.4cm=2.4×10-2m,
所以,圆柱体的底面积S===2.5×10-3m2;
(2)∵圆柱体的质量:m===0.2kg;
∴圆柱体的密度:
ρ==≈3.3×103kg/m3.
(3)由图甲可知,h水=6cm=6×10-2m,由图乙可知当h=2cm时,F=0N,则有F浮乙=G,
即:ρ液gsh=G,
所以,ρ液===4×103kg/m3.
因为谁和液体均为满杯,所以,h液=h水=6cm=6×10-2m,则未放入圆柱体前,液体对烧杯底产生的压强:
P=ρ液gh液=×4×103kg/m3×10N/kg×6×10-2m=2.4×103Pa.
答:(1)圆柱体的底面积为2.5×10-3m2;
(2)圆柱体的密度为3.3×103kg/m3.
(3)未放入圆柱体前,液体对烧杯底产生的压强为2.4×103Pa.
解析分析:(1)由甲图的F-h图象可知,当h=0(圆柱体没有浸入水),弹簧测力计的示数为圆柱体重,圆柱体在液体中弹簧测力计的示数F示=G-F浮,利用阿基米德原理求出圆柱体的底面积;
(2)利用重力公式求出圆柱体的质量,利用密度公式求圆柱体的密度;
(3)从乙图中知道圆柱体浸入液体的深度为2cm时,弹簧测力计的示数为0,浮力等于圆柱体重力,据此求出圆柱体受的浮力,再利用阿基米德原理求液体的密度,最后利用液体压强公式求液体对烧杯底产生的压强.

点评:本题考查了物体密度的计算ρ=:质量利用G=mg求得,物体的体积利用阿基米德原理求得;本题关键:一是注意隐含条件(物体浸没在水中,物体的体积V排=V)的使用;二是会识图并从中得出相关信息.
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