【題目】如圖,底面積為300cm2、不計(jì)質(zhì)量的薄壁盛水柱型容器A放置于水平地面上,內(nèi)有質(zhì)量為400g、邊長(zhǎng)為10cm、密度均勻的正方體物塊B,通過一根長(zhǎng)10cm的細(xì)線與容器底部相連,此時(shí)水面距離容器30cm,求:
(1)物體B所受到的浮力F;
(2)物體B的密度ρB;
(3)容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng);
(4)剪斷繩子,但物塊靜止后,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化了多少?

【答案】
(1)解:木塊浸沒在水中,則V=V=(10cm)3=1000cm3=1×10﹣3m3

物塊B受到的浮力:

FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N;

答:物體B所受到的浮力F為10N;


(2)解:物體B的體積:V=a3=(10cm)3=1000cm3=0.001m3;

物體B的密度ρB= = =0.4×103kg/m3;

答:物體B的密度ρB為0.4×103kg/m3


(3)解:容器內(nèi)水的體積V=Sh﹣V=300cm2×30cm﹣1000cm3=8000cm3=8×10﹣3m3,

由ρ= 可得,水的質(zhì)量m=ρV=1.0×103kg/m3×8×10﹣3m3=8kg,

因不計(jì)質(zhì)量的薄壁盛水柱形容器,

則容器對(duì)水平地面的壓力F=G=(m+mB)g=(0.4kg+8kg)×10N/kg=84N;

容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng):p= = =2800Pa;

答:容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)2800Pa;


(4)解:物塊B的重力:G=mg=0.4kg×10N/kg=4N,

剪斷繩子,待物塊B靜止后漂浮,F(xiàn)′=G=4N;

由FgV可得,木塊漂浮時(shí)排開水的體積:

V′= = =4×10﹣4m3;

液面下降的深度為:

△h= = =0.02m;

水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化量:

△p=ρg△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.

答:剪斷繩子,但物塊靜止后,水對(duì)容器底的壓強(qiáng)變化了200Pa.


【解析】(1)物塊浸沒在水中,求出木塊的體積,即排開水的體積,利用FgV計(jì)算物塊受到的浮力;(2)物體的體積V=a3 , 根據(jù)ρ= 算出物體B的密度ρB;(3)容器對(duì)水平地面的壓力等于容器、水、木塊的重力之和,根據(jù)p= 算出容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng);(4)利用G=mg求出物塊的重力,剪斷繩子,待物塊B靜止后漂浮,可求此時(shí)物塊受到的浮力;根據(jù)FgV得出此時(shí)物塊排開水的體積,根據(jù)V的變化得出水深度的變化,從而可得壓強(qiáng)的變化.
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了密度的計(jì)算和壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn),需要掌握密度公式:ρ = m/v;壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位:公式:p =F/s ,p表示壓強(qiáng),F(xiàn)表示壓力,S表示受力面積壓力的單位是 N,面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡,記作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡單位很小,一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa)才能正確解答此題.

練習(xí)冊(cè)系列答案
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(2)閉合開關(guān),若導(dǎo)體ab不動(dòng),左右移動(dòng)磁鐵,電路中____感應(yīng)電流,若磁鐵不動(dòng),上下移動(dòng)ab,電路中_______感應(yīng)電流(兩空均選填“有”或“無”);

(3)在儀器和電路連接都完好的情況下,某小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不太明顯。請(qǐng)?zhí)岢鲆粭l改進(jìn)措施:______________;

(4)該實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是:閉合電路的_______導(dǎo)體,在磁場(chǎng)中做__磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí),導(dǎo)體中就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流。

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次數(shù)

鉤碼重G/N

鉤碼上升的高度h/m

拉力F/N

細(xì)線自由端移動(dòng)的距離s/m

機(jī)械效率η/%

1

1

0.1

0.6

0.3

55.6

2

2

0.1

0.9

0.3

74.1

3

3

0.1

1.2

0.3


(2)分析表中數(shù)據(jù)可以得出結(jié)論:滑輪組的機(jī)械效率與有關(guān)
(3)小宏計(jì)算出上述三個(gè)機(jī)械效率的平均值,認(rèn)為它最接近這個(gè)滑輪組機(jī)械效率的真實(shí)值,老師指出小宏的做法是錯(cuò)誤的,因?yàn)?/span>
(4)請(qǐng)你根據(jù)機(jī)械效率的相關(guān)知識(shí)猜想:滑輪組機(jī)械效率的大小可能還與有關(guān).(只需填一個(gè)因素)

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