如图所示,一底面积为的圆柱体静止在水平桌面上。用*簧测力计挂着此圆柱体从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,烧杯中...
问题详情:
如图所示,一底面积为的圆柱体静止在水平桌面上。用*簧测力计挂着此圆柱体从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,烧杯中原来水的深度为 20cm。圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,整个过程所用时间为 10s。如图是圆柱体下降过程中*簧测力计读数 F 随圆柱体下降高度 h 变化的图像。(取 g=10N/kg)求:
(1)圆柱体未浸入水中时,烧杯底部受到水的压强是多少_____?
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是多少____?
(3)圆柱体的体积是多少____?
(4)圆柱体的密度是多少_____?
【回答】
2000Pa 4N 4×10-4m3 3×103kg/m3
【解析】
(1)看清*簧测力计的分度值和量程,然后根据指针位置即可读数; (2)根据p=ρgh可求烧杯底部受到水的压强; (3)分析图象CD段,物体全部浸没水中,对物体受力分析求其受到的浮力; (4)圆柱体全部浸没时,根据阿基米德原理得到排开水的体积,V物=V排;由公式G=mg求出质量,再由密度的公式得到圆柱体的密度。
【详解】
(1)圆柱体未浸入水中,水的深度是h=20cm=0.2m,
烧杯底部受到水的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)从图1中得到*簧测力计的分度值1N,指针的位置在12N处,*簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知,G=F示=12N;从h=14cm开始,*簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,圆柱体受到的浮力:F浮=G-F示=12N-8N=4N;
(3)圆柱体全部浸入水中,圆柱体的体积:
;
(4)圆柱体的质量:,
圆柱体的密度:。
答:(1)圆柱体未浸入水中时,烧杯底部受到水的压强是2000Pa;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是4N;
(3)圆柱体的体积是4×10-4m3;
(4)圆柱体的密度是3×103kg/m3。
知识点:液体压强
题型:计算题