浮力培优(附分析解答)(4)

2019-04-05 16:32

V水′===600cm<800cm,

33

所以,物体静止时不可能漂浮在水面上,只能沉底且直立静止在容器底部, 则向容器内注入质量为600g的水后水的深度: h水=

=

=6cm=0.06m,

物块排开水的体积:

V排′=S1h水=150cm×6cm=900cm=9×10m, 圆柱体物块受到的浮力: F浮′=ρ

2

3

﹣43

gV排′=1.0×10kg/m×10N/kg×9×10m=9N。

33﹣43

(2)水对容器底部的压强: p′=ρ

gh水=1.0×10kg/m×10N/kg×0.06m=600Pa。

33

答:(1)圆柱体物块受到的浮力是9N; (2)水对容器底部的压强是600Pa。

14.郑小楚同学将一个圆柱形容器放在水平桌面上(如图甲所示),此时容器中竖立放着一个均匀实心圆柱体M.随后郑小楚慢慢向容器中加水,在加水的过程中,物体M对容器底的压强p与所加水的质量m的关系如图乙所示,在整个过程中没有水溢出,且物体M的底面始终与容器中的水面平行,当物体M刚好漂浮在水面上时,露出水面的高度为10cm.(已知ρ水=1.0×10kg/m,g取10N/kg)求: (1)物体M漂浮时,所加水的体积; (2)圆柱体M的高度。

3

3

【分析】(1)由图可知当加入水的质量为2kg时,物体M恰好漂浮,且物体M的底面始终与容器中的水面平行,利用ρ=可求所加水的体积;

(2)由图读出加入水0kg时物体M对容器底部的压强,利用压强公式列出压力的关系式(物体M 的重力关系式),然后读出加入水的质量为2kg时,物体M对容器底部的压强,得出物体M恰好漂浮,利用物体漂浮条件和阿基米德原理列出浮力的关系式,两式联立可求物体浸入水中的深度,进而可求圆柱体M的高度。 【解答】解:(1)由图可知当加入水的质量为2kg时,物体M恰好漂浮,

且物体M的底面始终与容器中的水面平行, 根据ρ=可得水的体积:

V水===2×10m=2000cm。

3

﹣333

(2)由图可知,当加入水0kg时,物体M对容器底部的压强p0=1×10Pa, 设圆柱体M 的底面积为S,浸入水中的深度为h1, 根据公式p=得:GM=FM=p0S,

当加入水的质量为2kg时,物体M对容器底部的压强为0Pa,此时物体M恰好漂浮, 所以F浮=GM, 根据F浮=ρ

3水

gV排,V=Sh可得:ρ

3

gh1S=p0S,

3

即:1×10kg/m×10N/kg×0.1m×S=1×10Pa×S, 解得,h1=0.1m=10cm,

则物体M的高度h=h1+h露=10cm+10cm=20cm。 答:(1)物体M漂浮时,所加水的体积为2000cm; (2)圆柱体M的高度为20cm。

3


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