分析 細(xì)線(xiàn)恰好被拉直時(shí),細(xì)線(xiàn)的拉力剛好為零,圓柱體受到的浮力和重力相等,根據(jù)阿基米德原理和漂浮條件計(jì)算木塊重力;
計(jì)算加水后水深,再計(jì)算線(xiàn)此時(shí)的拉力,判斷線(xiàn)會(huì)被拉斷;
拉斷后的木塊再次漂浮,由此計(jì)算水的深度,由壓強(qiáng)公式計(jì)算水對(duì)容器底的壓力.
解答 解:
細(xì)線(xiàn)恰好被拉直時(shí),細(xì)線(xiàn)的拉力剛好為零,即木塊漂浮,
圓柱體受到的浮力和重力相等,
木塊恰有一半浸在水中,由阿基米德原理知:
G木=F浮=ρ水gV排=ρ水g(1-$\frac{1}{2}$)S木h木,
=1.0×103kg/m3×10N/kg×$\frac{1}{2}$×80×10-4m2×0.2m
=8N,
向容器中加水1200cm3,水面上升高度:
△h=$\frac{{V}_{水}}{{S}_{容}-{S}_{木}}$=$\frac{1200c{m}^{3}}{200c{m}^{2}-80c{m}^{2}}$=10cm,
所以此時(shí)木塊恰好浸沒(méi)在水中,水深為h水=L線(xiàn)+h木=5cm+20cm=25cm,
則此時(shí)木塊受到的浮力F浮′=2F浮=16N,
線(xiàn)受到的拉力F=F浮′-G木=16N-8N=8N,
線(xiàn)能承受的最大拉力為5N,所以線(xiàn)會(huì)被拉斷,木塊上升至漂浮為止,
所以水面會(huì)下降,水面下降高度:
△h′=$\frac{\frac{1}{2}{V}_{木}}{{S}_{容}}$=$\frac{\frac{1}{2}×80c{m}^{2}×20cm}{200c{m}^{2}}$=4cm,
此時(shí)的水深:h水=h水-△h′=25cm-4cm=21cm,
由p=$\frac{F}{S}$和p=ρgh可得水對(duì)容器底部的壓力:
F=pS容=ρghS容=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.21m×200×10-4m2=42N.
故答案為:42.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了漂浮條件、阿基米德原理公式、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用,關(guān)鍵正確求出加水后容器中水的深度.
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D. | 電動(dòng)機(jī)工作過(guò)程中,線(xiàn)圈中也產(chǎn)生感應(yīng)電流 |
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