问题详情:
把体积为500cm3、重为4N的小球A放入盛水的容器中,球A静止时水深40cm.
求:(1)容器底受到水的压强p是多少?
(2)小球A的密度ρA是多少?
(3)小球A受到的浮力F浮是多少?
(4)若取出A球,把另一个体积为600cm3、重为4.8N的木球B用细线系于容器底(如图所示),则细线受到的拉力F是多少?
【回答】
【分析】(1)已知水的深度和密度,利用p=ρ水gh计算容器底受到水的压强;
(2)利用G=mg求出小球的质量,再利用ρ=计算小球A的密度;
(3)比较小球和水的密度,根据物体浮沉条件判断小球在水中的状态,然后利用物体漂浮条件计算浮力大小;
(4)由图知,木球B浸没在水中,排开水的体积等于其自身体积,利用F浮=ρ水gV排求出木球所受浮力,然后对木球进行受力分析,利用力的合成计算拉力大小.
【解答】解:(1)容器底受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
(2)小球A的质量:
mA===0.4kg,
小球A的密度:
ρA===0.8×103kg/m3;
(3)因为ρA<ρ水,所以小球A将上浮最终漂浮在水面上,
球A静止时,其受到的浮力:F浮=GA=4N;
(4)木球B浸没在水中,则V排=VB=600cm3=600×10﹣6m3,
木球B所受浮力:F浮B=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3=6N,
木球B受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力,
根据力的平衡条件可得:GB+F拉=F浮B,
则拉力:F拉=F浮B﹣GB=6N﹣4.8N=1.2N.
答:(1)容器底受到水的压强P是4×103Pa;
(2)小球A的密度ρA是0.8×103kg/m3;
(3)小球A受到的浮力F浮是4N;
(4)细线受到的拉力F是1.2N.
【点评】此题是一道力学综合题,考查液体压强、密度、重力、浮力的计算,涉及到物体浮沉条件及其应用、力的合成与应用等,关键是通过比较小球和水的密度,根据物体浮沉条件判断小球在水中的状态.
知识点:物体的浮沉条件及应用
题型:计算题