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如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1...

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問題詳情:

如圖所示,底面積為如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1...,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第2張邊長為10cm的不吸水的正方體木塊。現緩慢向容器中加水,求:

如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第3張

(1)木塊的重力;

(2)當電子秤的示數為4000g時,浮力對木塊做的功;

(3)在(2)問基礎上,把底面積為如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第4張的圓柱體金屬塊輕輕放在木塊上,靜止時金屬塊和木塊剛好浸沒,此過程中金屬塊重力對金屬塊做功0.36J,求金屬塊密度。

【回答】

(1)5N;(2)0.7J;(3)6×103kg/m3

【解析】

(1).木塊的質量為:

m木=ρV木=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第5張×(10cm)3=500g=0.5kg,

則木塊的重力:

G木=mg=0.5kg×10N/kg=5N。

(2).當電子秤的示數為4000g時,即容器、木塊、水的總質量為4000g,則容器中的水的質量為:

m水= m總- m木- m容=4000g-500g-200g=3300g=3.3kg,

水的體積為:

V水=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第6張=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第7張=3.3×10-3m3。

木塊在水中是漂浮的,其受到的浮力等於其重力,則其排開水的體積為:

V排=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第8張=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第9張=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第10張=5×10-4m3,

則容器中水面高度為:

h=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第11張=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第12張=0.19m。

木塊浸入水中的深度為:

h浸=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第13張=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第14張=0.05m,

則木塊底部離容器底的距離(即水對木塊的浮力將木塊托起的高度)為:

s=h-h浸=0.19m-0.05m=0.14m,

則浮力對木塊做的功為:

W=Fs=5N×0.14m=0.7J。

(3).設金屬塊高度為h金,密度為ρ金。放上金屬塊後,靜止時金屬塊和木塊剛好浸沒,即它們處於懸浮,受到的總重力等於總浮力。總重力為:

G總= G金+ G木= mg+ G木=ρVg+ G木=ρShg+ G木,

總浮力為:

F浮總=ρgV排總=ρgV木+V金)=ρgV木+Sh金)

G總=F浮總,即:

ρShg+ G木=ρgV木+Sh金)…………………………①

在剛剛放上金屬塊時,金屬塊上表面離容器底的距離h總等於原來水面高度h、木塊露出水面高度h露、金屬塊高度h金之和,木塊露出水面高度等於其邊長減去其浸入水中的深度,則:

h總=h+h露+h金= h+(0.1m- h浸)+h金,

在放上金屬塊後,金屬塊剛浸沒時,金屬塊上表面離容器底的距離h總′(即放上金屬塊後容器中水面的高度)為:

h總′=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第15張=如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第16張

則在剛剛放上金屬塊,到金屬塊最終靜止過程中,金屬塊下降的距離為:

l金= h總-h總′= h+(0.1m- h浸)+h金-如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第17張

金屬塊重力對金屬塊做功為:

如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第18張

即:

如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第19張

將①、②聯列:

如圖所示,底面積為,高為20cm,質量為200g的圓柱形薄壁容器放在電子秤上,容器正*放有一個密度為邊長為1... 第20張解得:ρ金=6×103kg/m3。

答:(1).木塊的重力為5N;

(2).當電子秤的示數為4000g時,浮力對木塊做的功為0.7J;

(3).金屬塊密度為6×103kg/m3。

知識點:密度

題型:計算題

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