9.如圖(a)所示,水平地面上有一實(shí)心長(zhǎng)方體A,重為G3,體積為V.如圖(b)所示,水平地面上有一個(gè)重為G1、底面積為S的薄壁圓柱形容器,容器足夠高,容器內(nèi)盛有重為G2的水.
(1)用繩子吊著物體A,將一半體積浸入水中,水對(duì)容器底壓強(qiáng)的增加量△p與容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)增加量△p比值為1:1.
(2)若剪斷繩子后,物體A下沉至容器底部且完全浸沒(méi)在水中,此時(shí)水對(duì)容器底壓強(qiáng)的p與容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)p比值為$\frac{{G}_{2}+{ρ}_{水}gV}{{G}_{1}+{G}_{2}+{G}_{3}}$.(用題目中提供的字母表示)

分析 (1)用繩子吊著物體A,將一半體積浸入水中,物體A對(duì)水的壓力和水對(duì)A的浮力是相互作用力,則水對(duì)容器底壓力的增加量△F=F,根據(jù)壓強(qiáng)定義式表示出水對(duì)容器底壓強(qiáng)的增加量;
當(dāng)物體A的一半體積浸入水中時(shí),利用整體法和力的平衡條件可知,容器對(duì)桌面的壓力增加量=物塊A所受浮力,根據(jù)壓強(qiáng)公式表示出容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)增加量;再求出△p:△p
(2)剪斷繩子后,物體A下沉至容器底部且完全浸沒(méi)在水中,根據(jù)相互作用力的知識(shí)可知,此時(shí)水對(duì)容器底的壓力=水的重力+此時(shí)A受到的浮力,根據(jù)壓強(qiáng)定義式表示出水對(duì)容器底的壓強(qiáng);
剪斷繩子后,物體A沉底,容器對(duì)桌面的壓力等于容器、水與物體A的重力之和,根據(jù)壓強(qiáng)公式求出容器對(duì)桌面的壓強(qiáng);最后計(jì)算p:p

解答 解:(1)用繩子吊著物體A,將一半體積浸入水中時(shí),物體A對(duì)水的壓力和水對(duì)A的浮力是一對(duì)相互作用力,導(dǎo)致水對(duì)容器底的壓力增大,
相互作用力大小相等,所以水對(duì)容器底壓力的增加量:△F=F
設(shè)容器的底面積為S,根據(jù)壓強(qiáng)定義式可得,水對(duì)容器底壓強(qiáng)的增加量:
△p=$\frac{△{F}_{水}}{S}$=$\frac{{F}_{浮}}{S}$-------①
當(dāng)物體A沒(méi)有浸入水中時(shí),容器對(duì)桌面的壓力:F=G+G=G1+G2--------②
當(dāng)物體A的一半體積浸入水中時(shí),把容器、水和物體A看作一個(gè)整體,受向下的總重力、向上的支持力、向上的拉力,此時(shí)容器對(duì)桌面的壓力:F′=F=G+G+GA-F=G1+G2+G3-F--------③,
物體A處于靜止?fàn)顟B(tài),其受力平衡,其重力與拉力之差等于浮力,即G3-F=F-------④
根據(jù)③④兩式可得,F(xiàn)′=G1+G2+F-------⑤
根據(jù)②⑤兩式可得,容器對(duì)桌面的壓力增加量:△F=F′-F=F,
所以,容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)增加量:△p=$\frac{△{F}_{桌}}{S}$=$\frac{{F}_{浮}}{S}$-------⑥,
比較①⑥兩式可知:△p=△p,
所以△p:△p=1:1.
(2)剪斷繩子后,物體A沉底,所以V′=V,
由于容器為圓柱形容器,根據(jù)相互作用力的知識(shí)可知,此時(shí)水對(duì)容器底的壓力:
F=G+F′=G2gV′=G2gV,
此時(shí)水對(duì)容器底的壓強(qiáng):p=$\frac{{F}_{水}}{S}$=$\frac{{G}_{2}+{ρ}_{水}gV}{S}$-------⑦
由于物體A沉底,此時(shí)容器對(duì)桌面的壓力:
F″=G+G+GA=G1+G2+G3
此時(shí)容器對(duì)桌面的壓強(qiáng):p=$\frac{{F}_{桌}″}{S}$=$\frac{{G}_{1}+{G}_{2}+{G}_{3}}{S}$--------⑧
所以,$\frac{{p}_{水}}{{p}_{桌}}$=$\frac{\frac{{G}_{2}+{ρ}_{水}gV}{S}}{\frac{{G}_{1}+{G}_{2}+{G}_{3}}{S}}$=$\frac{{G}_{2}+{ρ}_{水}gV}{{G}_{1}+{G}_{2}+{G}_{3}}$.
故答案為:(1)1:1; (2)$\frac{{G}_{2}+{ρ}_{水}gV}{{G}_{1}+{G}_{2}+{G}_{3}}$.

點(diǎn)評(píng) 本題綜合考查了液體壓強(qiáng)和固體壓強(qiáng)的計(jì)算、力的合成與運(yùn)用、浮力大小的計(jì)算;對(duì)于液體壓強(qiáng)的計(jì)算不一定要用p=ρgh,根據(jù)壓強(qiáng)定義式計(jì)算液體壓強(qiáng)有時(shí)也比較簡(jiǎn)便;本題的難點(diǎn)和關(guān)鍵是找出液體壓力和固體壓力以及它們的變化量;本題也可以根據(jù)液體壓強(qiáng)公式計(jì)算水對(duì)容器底的壓強(qiáng),不過(guò)需要求出水面上升的高度.總之,本題的綜合性強(qiáng),難度大.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

6.如圖所示,是測(cè)量小燈泡電功率的實(shí)物元件圖,其中電源是由三只蓄電池組成,小燈泡額定電壓是3.8V,其燈絲電阻約為10Ω,滑動(dòng)變阻器標(biāo)有“10Ω、1A”字樣,電流表(0~0.6A、0~3A),電壓表(0~3V、0~15V).
(1)本實(shí)驗(yàn)的原理是:P=UI.
(2)請(qǐng)用筆畫線代替導(dǎo)線,把如圖甲中的電路元件連接成實(shí)驗(yàn)電路.(要求:滑片P向左移時(shí)燈變亮,且連線不得交叉).

(3)小剛合理地連接好電路,并按正確的順序操作,閉合開(kāi)關(guān)后燈不亮,聰明的小剛猜想:
A.可能燈絲斷了
B.可能是變阻器開(kāi)路
C.可能是小燈泡短路
D.可能是電流表開(kāi)路
請(qǐng)你借助已連好電路中的電流表和電壓表驗(yàn)證小剛的猜想,并將電流表、電壓表相應(yīng)示數(shù)填入如表.
猜想電流表示數(shù)/A電壓表示數(shù)/V
如果A成立
如果B成立
(4)排除故障后,在測(cè)量小燈泡的額定功率時(shí),應(yīng)先調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器,使小燈泡兩端電壓為3.8V,再測(cè)出電路中的電路中的電流,即可計(jì)算出額定功率;若小燈泡兩端實(shí)際電壓為額定電壓的1.2 倍,則實(shí)際功率為額定功率的1.44倍.(假設(shè)電阻值不變)
(5)實(shí)際測(cè)量過(guò)程中小剛才發(fā)現(xiàn)電壓表0~15V量程已損壞(另一量程完好),但他仍想利用現(xiàn)有器材測(cè)出小燈泡的額定功率,請(qǐng)你幫小剛重新設(shè)計(jì)新的電路圖并畫在圖乙的方框內(nèi).
(6)小剛按重新設(shè)計(jì)的電路圖繼續(xù)實(shí)驗(yàn),調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器滑片,使電壓表示數(shù)為2.2V時(shí),小燈泡正常發(fā)光,此時(shí)電流表示數(shù)如圖丙所示,則小燈泡的額定功率是1.52W.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題

7.在綜合實(shí)踐活動(dòng)中,小明利用圖1的輕質(zhì)杠桿自制密度秤來(lái)測(cè)量A端空桶中液體的密度,已知空桶自重0.5N,桶的容積是100cm3,并且每次測(cè)量液體密度時(shí)空桶中都裝滿液體,杠桿長(zhǎng)40cm,A端離懸掛點(diǎn)O處10cm,物體M的重力為5N懸掛在杠桿上的B點(diǎn),g取10N/kg

(1)本實(shí)驗(yàn)依據(jù)的原理是F1L1=F2L2(用公式表示).小明通過(guò)進(jìn)一步分析,得到OB的長(zhǎng)度L與被測(cè)液體的密度ρ之間的函數(shù)關(guān)系,則符合此關(guān)系的應(yīng)是圖2中的圖線②(選填“①”、“②”或“③”);
(2)根據(jù)上述結(jié)論,小明對(duì)上述自制密度秤進(jìn)行標(biāo)度,它的零刻度應(yīng)標(biāo)在離O點(diǎn)向右1cm處;如果水銀的密度為13.6g/cm3,請(qǐng)通過(guò)計(jì)算說(shuō)明能否用該密度秤測(cè)量水銀的密度?(寫出計(jì)算過(guò)程)
(3)實(shí)驗(yàn)后小明思考,如要增大該密度秤的量程,則可以采取懸掛點(diǎn)O向左移動(dòng)一段距離或增大OE的長(zhǎng)度等措施.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

17.小華利用如圖所示的刻度尺測(cè)量一枚由中國(guó)人民銀行發(fā)行的2017丁酉(雞)年紀(jì)念幣的直徑.這把刻度尺的分度值是1mm,測(cè)得紀(jì)念幣的直徑是4.00cm.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

4.在“測(cè)量液體的密度”實(shí)驗(yàn)中:

(1)把天平放在水平桌面上,游碼歸零后,發(fā)現(xiàn)指針位置如圖所示,此時(shí)應(yīng)將平衡螺母向右(選填“左”或“右”)調(diào)節(jié),直到橫梁水平平衡.
(2)將裝有適量某液體的小杯子放在天平的左盤上,天平平衡時(shí),所用砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示,若小杯子的質(zhì)量為20g,則小杯子中液體的質(zhì)量為16.4g,然后將小杯子中的液體全部倒入量筒中,液面到達(dá)的位置如圖丙所示,由此可計(jì)算出液體的密度為0.82×103kg/m3
(3)此次實(shí)驗(yàn)操作測(cè)得的液體密度值偏大,原因是杯子內(nèi)壁上有少量的殘留液體,測(cè)得的體積偏。

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

14.能源、信息和材料是現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的三大支柱.下列有關(guān)能源、信息和材料的說(shuō)法中,正確的是( 。
A.LED燈的核心元件發(fā)光二極管是由超導(dǎo)材料制成的
B.“北斗”導(dǎo)航是利用超聲波進(jìn)行定位和導(dǎo)航的
C.能量是守恒的,所以不會(huì)發(fā)生能源危機(jī)
D.太陽(yáng)能、風(fēng)能和水能都是可再生能源

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:實(shí)驗(yàn)探究題

1.某同學(xué)用天平和量筒測(cè)量小石塊的密度.
(1)測(cè)量原理是ρ=$\frac{m}{V}$.
(2)圖甲為用天平測(cè)量小石塊質(zhì)量過(guò)程中的幾個(gè)情境,合理的順序是acb(填字母).
(3)有圖甲(b)可知,小石塊的質(zhì)量是71.4g.
(4)將石塊放入盛有40ml水的量筒中,靜止時(shí)液面情況如圖乙所示,則小石塊的密度是3.57×103kg/m3

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題

18.額定功率為1500W的電熱水壺,內(nèi)裝1L、初溫為20℃的水,若接通電源后,正常工作4min水被燒開(kāi)(溫度為100℃).這個(gè)過(guò)程中水吸收的熱量為3.36×105J,消耗了3.6×105J的電能[ρ=1.0×103kg/m3,c=4.2×103J/(kg•℃)],該電熱水壺的加熱效率為93.3%.

查看答案和解析>>

科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.下圖是某品牌的抽油煙機(jī),主要部件是照明燈和抽氣扇(電動(dòng)機(jī)),它們可以獨(dú)立工作,互不影響,抽氣扇有“強(qiáng)吸”和“弱吸”兩個(gè)檔位,功率大小不同.下列電路圖中符合要求的是( 。
A.B.C.D.

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案