如图所示,在面积为0.5m2的水平桌面中央放有一只装水的圆柱形容器,容器底面积为500cm2,现将一质量为0.9kg,体积1000cm3的实心小球放入容器中,水未溢出

发布时间:2020-07-29 21:04:56

如图所示,在面积为0.5m2的水平桌面中央放有一只装水的圆柱形容器,容器底面积为500cm2,现将一质量为0.9kg,体积1000cm3的实心小球放入容器中,水未溢出.求:
(1)试判断小球静止后是漂浮、悬浮还是沉在容器底部?
(2)小球放入前后,水对容器底的压强变化了多少?
(3)小球放入前后,容器对水平面的压强变化了多少?

网友回答

解:
(1)小球的密度为
ρ===0.9×103kg/m3<ρ水,所以上浮,最终漂浮在水面上.
(2)已知小球漂浮,所以所受浮力为
F浮=G=mg=0.9kg×10N/kg=9N
小球排开水的体积为
V排===9×10-4m3
?水位上升了
h===1.8×10-2m
水对容器底的压强增加了
△P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.8×10-2m=180Pa
(3)水对容器底的压力增加了
△F=△P×S=180Pa×5×10-2m2=9N
容器对水平面的压强增加了
P===180Pa.
答:
(1)小球漂浮;
(2)水对容器底的压强增加了180Pa;
(3)容器对水平面的压强增大了180Pa.
解析分析:(1)物体在液体中的浮沉决定于物体密度和液体密度的大小关系:ρ物>ρ液,下沉;ρ物=ρ液,悬浮;ρ物<ρ液,上浮.已知小球的质量和体积,利用ρ=算出密度与水的密度比较确定浮沉.(2)水对容器底的压强用P=ρgh分析,在液体密度一定时,压强变化决定于深度的变化.已知容器的底面积,需要知道小球排开水的体积,而小球排开水的体积用V排=计算.(3)小球放入水中,容器对水平面的压强是增大的.已知水对容器底增加的压强与容器的底面积,可以得到水对底部增加的压力;固体能够传递压力,容器对水平面的增加的压强用P=计算.

点评:计算液体对容器底的压强一般用公式P=ρgh,压强大小与容器的形状无关.固体能够传递压力,不能传递压强,所以容器对支持面的压强用P=分析.
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