如图所示,装有少量细沙的长直平底玻璃管漂浮于水面,玻璃管的底面积为5×10-4m2,浸入水中的长度是0.1m.求:(1)玻璃管和细沙总重是多少?(2)若用竖直向下的外

发布时间:2020-08-08 19:03:36

如图所示,装有少量细沙的长直平底玻璃管漂浮于水面,玻璃管的底面积为5×10-4m2,浸入水中的长度是0.1m.求:
(1)玻璃管和细沙总重是多少?
(2)若用竖直向下的外力F按玻璃管,使其浸入水中的长度增加0.2m,则外力F为多大?
(3)撤去外力,向水中撒入一些食盐并搅拌均匀后,玻璃管向上浮起0.02m,此时食盐水的密度多大?(ρ水=1.0×103?kg/m3,g取10N/kg)

网友回答

解:(1)玻璃管排开水的体积:
v排=sh=5×10-4m2×0.1m=5×10-3m3,
玻璃管受到的浮力:
F浮=G排=v排ρ水g=5×10-3m3×1×103kg/m3×10N/kg=0.5N,
∵玻璃管漂浮,
∴玻璃管和细沙总重:G=F浮=0.5N,
(2)∵按玻璃管,使其浸入水中的长度增加0.2m,
则排开的水增加的体积△v排=s△h=5×10-4m2×0.2m=1×10-4m3,
∵玻璃管仍漂浮,
∴△F浮=ρ盐水△v排g=1×10-4m3×1×103kg/m3×10N/kg=1N,
∴F压=F浮=1N.
(3)向水中撒入食盐后玻璃管向上浮起0.02m,
∵加盐后玻璃管上浮一些,仍漂浮,
∴F浮′=G=0.5N,
F浮′=ρ盐水V排盐水g?
∴ρ盐水===1.25×103kg/m3.
答:(1)玻璃管和细沙总重是0.5N;
(2)外力F为1N;
(3)食盐水的密度为1.25×103kg/m3.
解析分析:(1)知道玻璃管浸入的深度,求排开水的体积(浸入水中的体积),利用阿基米德原理求受到水的浮力;再根据物体的漂浮条件求玻璃管和细沙总重.
(2)根据浸入水中的增加长度可知增加排开水的体积,利用阿基米德原理求增加的浮力,即可知道需要施加的外力;
(3)水中加盐后仍漂浮,根据漂浮的条件和阿基米德原理即可求出盐水密度.

点评:本题考查了学生对阿基米德原理、物体漂浮条件的掌握和运用,知道玻璃管漂浮、利用好漂浮条件是本题的关键.
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