如图甲所示,底面积为S1=690cm2的圆柱形容器甲内放置一个底面积S2=345cm2的圆柱形铝筒,铝筒内装一铁块,已知铝筒和铁块总重40N,容器和铝筒均高20cm,

发布时间:2020-07-29 06:56:54

如图甲所示,底面积为S1=690cm2的圆柱形容器甲内放置一个底面积S2=345cm2的圆柱形铝筒,铝筒内装一铁块,已知铝筒和铁块总重40N,容器和铝筒均高20cm,铁的密度为7.9×103kg/m3,g取10N/kg,在容器中加适量的水,让铝筒漂浮在水面上,然后将铁块从铝筒中取出,浸没在容器里的水中,水面高度变化了4cm,如图乙所示,容器中装有适量煤油,煤油中有一弹簧固定在容器底部,把此铁块放在弹簧上面.则弹簧给它的支持力是________N.(煤油密度为0.8×103kg/m3)

网友回答

28.4
解析分析:当铁块放在铝筒内漂浮时,铝筒和铁块受到的浮力等于二者总重(G铝+ρ铁V铁g);当铁块放水中、铝筒漂浮时,二者受到的浮力等于铝筒受到的浮力(因漂浮等于铝筒重)加上铁块受到的浮力(ρ水V铁g);据此求两种情况受到的浮力变化,而浮力变化等于ρ水S1△hg,根据阿基米德原理求铁块的体积;再利用密度公式和重力公式求铁块重;在乙图中铁块受到的浮力等于受到油的浮力加上弹簧的支持力,利用阿基米德原理求出受到油的浮力,再求弹簧的支持力.

解答:当铁块放在铝筒内漂浮时,二者受到的浮力:F浮=G铝+G铁=G铝+ρ铁V铁g,当铁块放水中、铝筒漂浮时,二者受到的浮力:F浮′=F铝+F铁=G铝+ρ水V铁g,受到的浮力变化:△F浮=F浮-F浮′=(G铝+ρ铁V铁g)-(G铝+ρ水V铁g)=ρ铁V铁g-ρ水V铁g,=V铁(ρ铁-ρ水)g,∵△F浮=ρ水△V排g=ρ水S1△hg=1×103kg/m3×690×10-4m2×0.04m×10N/kg=27.6N,∴V铁===4×10-4m3,铁块重:G铁=ρ铁V铁g=7.9×103kg/m3×4×10-4m3×10N/kg=31.6N,在乙图中铁块受到的浮力:F铁=ρ油V铁g=0.8×103kg/m3×4×10-4m3×10N/kg=3.2N,∵铁块受到的重力:G铁=F浮+F支,∴弹簧给它的支持力:F支=G铁-F浮=31.6N-3.2N=28.4N.故
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