如图所示,在台秤上放上截面积400cm2的盛有水的柱形水槽,水深为10cm,台秤示数为5kg.固定在支架上的弹簧测力计下方悬挂着边长为10cm的正方体金属块,金属块的密度ρ=3×103?kg/m3.当金属块浸入水中的深度为4cm时(水未溢出),下列说法正确的是(g取10N/kg)A.弹簧测力计的示数是30NB.台秤的示数是5.6?kgC.台秤受到的压强增加了200PaD.水槽底所受水的压强增加了100Pa
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D解析分析:(1)先求出金属块的体积和排开液体的体积,根据密度公式求出金属块的质量,根据阿基米德原理求出金属块受到的浮力,利用称重法求出弹簧测力计的示数;(2)分别对金属块和台秤受力分析,根据力的平衡条件得出弹簧测力计示数和台秤示数的关系,进一步求出台秤的示数;(3)知道台秤受到压力的增加量,利用压强公式求出台秤受到的压强增加的量;(4)根据题意求出水槽内水上升的高度,利用液体压强公式求出水槽底所受水的压强增加量.解答:(1)金属块的体积:V=L3=(10cm)3=103cm3=10-3m3,金属块排开水的体积:V排=10cm×10cm×4cm=400cm3=4×10-4m3,∵ρ=,∴金属块的质量:m=ρV=3×103kg/m3×10-3m3=3kg,金属块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N,∵F浮=G-F′,∴弹簧测力计的示数:F′=G-F浮=mg-F浮=3kg×10N/kg-4N=26N,故A不正确;(2)对金属受力分析可知:金属受竖直向下的重力、竖直向上弹簧测力计的拉力和浮力,由平衡条件得:G铝=F′+F浮,对台秤受力分析可知:受水槽及水竖直向下的重力,金属块向下给水的压力F压=F浮,由平衡条件得:台秤的支持力FN=G+F浮,∵台秤受到的压力和对水槽的支持力一对相互作用力,且G=mg∴台秤受到的压力即台秤的示数:m台秤=m+=5kg+=5.4kg,故B不正确;(3)台秤受到的压力增加量△F=F浮=4N,台秤受到的压强增加量:△p===100Pa,故C不正确;(4)液体上升的高度:△h===0.01m,水槽底所受水的压强增加了:△p′=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa,故D正确.故选D.点评:本题考查了密度公式、阿基米德原理、称重法求浮力、固体压强公式、液体压强公式的综合应用,涉及的知识点较多,难度较大;会利巧妙地选取研究对象,正确进行受力分析是解题的关键;受力分析时要注意整体法与隔离法的应用.