一冰块内冰封一合金物体,将其放入盛有适量水,底面积为100cm2的烧杯内,正好悬浮在水中,此时烧杯内的水对烧杯底的压强增加了460Pa;当冰完全熔化后,水对烧杯底的压

发布时间:2020-08-11 19:08:57

一冰块内冰封一合金物体,将其放入盛有适量水,底面积为100cm2的烧杯内,正好悬浮在水中,此时烧杯内的水对烧杯底的压强增加了460Pa;当冰完全熔化后,水对烧杯底的压强又变化了44Pa.忽略烧杯内水的体积所受温度的影响,当冰完全熔化后,烧杯底对合金物体的支持力是________N.(冰的密度为0.9/cm3,取g=10N/kg).

网友回答

0.44
解析分析:冰块悬浮时,烧杯内的水对烧杯底的压强增加了460Pa,根据液体压强公式求出水位上升的高度,据此求出冰块和合金的总体积,根据悬浮条件求冰块和合金的总重、总质量;
根据液体压强公式求冰溶化后水位下降的高度,因为冰熔化后质量不变,冰的体积减去熔化成水的体积等于减小的体积,根据此等式求出冰的质量,从而求出合金的质量;
根据求得的冰的质量计算出冰的体积,又知道总体积,两者之差即为合金的体积,根据密度公式求出合金的密度.当冰完全熔化后,烧杯底对合金物体的支持力等于重力和浮力的合力.

解答:冰块悬浮时,烧杯内的水对烧杯底的压强增加了460Pa,则水位上升的高度:△h===0.046m;
冰块和合金的总体积:
V总=S×△h=100×10-4m2×0.046m=4.6×10-4m3;
(m合金+m冰)g=F浮=G排=ρ水gS×△h=1000kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.046m=4.6N,
∴.合金和冰的总质量:
(m石+m冰)===0.46kg,
冰熔化后,水位下降的高度:
△h′===4.4×10-3m,
冰熔化成水质量m不变,
∵V=,
∴-=S×△h′,
冰的质量:m=S×=100×10-4m2×4.4×10-3m×=0.396kg,
合金质量:
m合金=0.46kg-0.396kg=0.064kg,
合金体积:
V合金=V总-V冰=V总-=4.6×10-4m3-=0.2×10-4m3,
合金的密度:
ρ石===3.2×103kg/m3.
合金的重力:G合金=m合金g=0.064kg×10N/kg=0.64N;
合金受到的浮力:F浮=ρgv排=103kg/m3×10N/kg×0.2×10-4m3=0.2N;
当冰块全部融化后,合金沉入烧杯底,杯底对合金的支持力:F=G合金-F浮=0.64N-0.2N=0.44N.
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