問題詳情:
如圖所示,在水平地面上有一個裝有水的圓柱型容器(水的深度不變),一物體浸沒在容器底部(非密合),現用*簧測力計將物體緩慢拉出。*簧測力計的示數為F,物體下表面距容器底的距離為h,F與h的關係如圖所示,求;(g取10N/kg。ρ水=1.0×l03kg/m)
(1)物體浸沒在水中所受的浮力;
(2)物體的密度;
(3)物體上表面剛出水面時,水對下表面產生的壓強。
【回答】
解:
(1)分析圖象數據可可知:物體A處於浸沒時,*簧測力計的示數為4N,物體離開水面後*簧測力計的示數不變,為12N,則物體重力G=12N;
所以,物體浸沒在水中所受的浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N;
(2)根據F浮=ρ液gV排可得,物體的體積:
V=V排===8×10﹣4m3;
由G=mg得,物體質量:
m===1.2kg,
則物體的密度:
ρ===1.5×103kg/m3;
(3)由於圓柱形容器中水的深度不變,由圖象數據可知:物體的高度L=8cm﹣5cm=3cm=0.03m,
則物體上表面剛出水面時下表面所處的深度h=L=0.03m,
所以水對下表面的壓強為:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa。
答:(1)物體浸沒在水中所受的浮力為8N;
(2)物體的密度為1.5×103kg/m3;
(3)物體上表面剛出水面時,水對下表面產生的壓強為300Pa。
【分析】(1)根據圖象可知:物體完全浸沒在水中*簧測力計的示數為4N,物體離開水面後*簧測力計的示數不變,為12N,則此時測力計的示數為物體重力;根據F浮=G﹣F即可求出浮力;
(2)根據F浮=ρ液gV排求出物體的體積;然後根據G=mg求出物體質量,利用ρ=求出物體的密度;
(3)由於圓柱型容器中水的深度不變,則根據圖象可知物體的高度,由此可知物體上表面剛出水面時下表面所處的深度,然後p=ρgh可以求出對下表面產生的壓強。
【點評】本題考查阿基米德原理、密度公式、重力公式和稱重法求浮力等,關鍵是知道物體完全浸沒時排開水的體積和物體本身的體積相等,注意水面的深度不變,據此可求出物體的高度。
知識點:壓強和浮力單元測試
題型:計算題