一个底部横截面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器静止于水平桌面上,一个物体悬挂于*簧秤下端,开始完全浸没在水...
问题详情:
一个底部横截面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器静止于水平桌面上,一个物体悬挂于*簧秤下端,开始完全浸没在水中处于静止状态,如图*,此时*簧秤的读数为5.0N;后来缓慢提起物体,直到物体的体积露出水面,如图乙,发现容器底部水的压强减少了100Pa,已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg。则下列说法不正确的是( )
A.物体的质量为1.3kg
B.物体的密度为1.625×103 kg/m3
C.容器底部对桌面的压力减小2N
D.*簧秤的读数变为8N
【回答】
D。
【分析】(1)根据p=ρgh算出当物体的体积露出水面时减小的深度,由△V=S△h算出减小的体积,进而算出物体的体积,由阿基米德原理F浮=ρ水gV算出物体浸没在水中时受到的浮力,根据称重法F浮=G﹣F和G=mg算出物体的质量,由密度公式ρ=算出物体的密度;
(2)根据F浮′=ρ水gV排=ρ水g(1﹣)V算出物体的体积露出水面时的浮力,根据称重法F浮=G﹣F算出此时物体的拉力,进而算出*簧测力计的拉力减小的示数和容器底部对桌面的压力减小量。
【解答】解:(1)根据p=ρgh知,当物体的体积露出水面时,减小的深度为:
△h===0.01m,
减小的体积为:
△V=S△h=200×10﹣4m2×0.01m=2×10﹣4m3,
物体的体积为:
V=4×△V=4×2×10﹣4m3=8×104m3,
物体浸没在水中时受到的浮力为:
F浮=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10﹣4m3=8N,
根据称重法F浮=G﹣F知,物体的重力为:
G=F浮+F=8N+5.0N=13N,
根据G=mg知,物体的质量为:
m===1.3kg,故A正确;
物体的密度为:
ρ===1.625×103kg/m3,故B正确;
(2)物体的体积露出水面时的浮力为:
F浮′=ρ水gV排=ρ水g(1﹣)V=1.0×103kg/m3×10N/kg××8×10﹣4m3=6N,
根据称重法F浮=G﹣F知,此时物体的拉力为:
F′=G﹣F浮′=13N﹣6N=7N,故D错误;
所以*簧测力计的拉力减小了△F=F′﹣F=7N﹣5N=2N,容器底部对桌面的压力也减小了2N,故C正确。
【点评】本题考查了阿基米德原理、密度公式的综合应用等,正确的得出物体浸没时的体积是关键。
知识点:压强和浮力单元测试
题型:选择题