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如图甲所示,桌面上一个质量为15kg的薄壁圆柱形容器中注入适量的水,一边长为10cm的正方体物块被缓缓吊入水中.在沉入过程中,其下表面到水面的距离为h,随着h的增大,细绳拉力F拉、
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如图甲所示,桌面上一个质量为15kg的薄壁圆柱形容器中注入适量的水,一边长为10cm的正方体物块被缓缓吊入水中.在沉入过程中,其下表面到水面的距离为h,随着h的增大,细绳拉力F拉、物体所受浮力F浮的变化如图乙所示(物块未接触容器底部,水未溢出).g取10N/kg,求:![作业搜](https://www.zaojiaoba.cn/2018-08/08/1533691379-6374.jpg)
(1)图中反映细绳拉力F拉随h变化的图线是___(填序号);
(2)根据图中信息,计算出该物块的密度;
(3)若物块浸没时,容器中液面比原来上升了4cm,容器中水的质量为20kg,现将细线剪断,物块将沉到容器底部,求此时容器对桌面的压强多大.
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(1)图中反映细绳拉力F拉随h变化的图线是___(填序号);
(2)根据图中信息,计算出该物块的密度;
(3)若物块浸没时,容器中液面比原来上升了4cm,容器中水的质量为20kg,现将细线剪断,物块将沉到容器底部,求此时容器对桌面的压强多大.
▼优质解答
答案和解析
(1)正方体物块被缓缓吊入水中.在沉入过程中,随着h的增大,排开水的体积不断增大,浮力逐渐增大,拉力逐渐减小,当正方体完全浸入水中后,排开水的体积不再变化,所受浮力不再变化,拉力也不再变化,所以,图中反映细绳拉力F拉随h变化的图线是①;
(2)由图知,当细绳拉力F=15N时,物块浸没,此时物块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,
物块的重力G=F拉+F浮=15N+10N=25N,
物块的密度ρ=
=
=
=2.5×103kg/m3;
(3)设容器的底面积为S,则
S=
=
=0.025m2,
容器的重力为G容=m容g=15kg×10N/kg=150N,
容器内水的重力G水=m水g=20kg×10N/kg=200N,
容器对桌面的压强:
p=
=
=
=1.5×104Pa.
答:(1)①;(2)该物块的密度为2.5×103kg/m3;(3)此时容器对桌面的压强为1.5×104Pa.
(2)由图知,当细绳拉力F=15N时,物块浸没,此时物块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×(0.1m)3=10N,
物块的重力G=F拉+F浮=15N+10N=25N,
物块的密度ρ=
m |
V |
G |
gV |
25N |
10N/kg×(0.1m)3 |
(3)设容器的底面积为S,则
S=
V |
△h |
(0.1m)3 |
0.04m |
容器的重力为G容=m容g=15kg×10N/kg=150N,
容器内水的重力G水=m水g=20kg×10N/kg=200N,
容器对桌面的压强:
p=
F总 |
S |
G总 |
S |
150N+200N+25N |
0.025m2 |
答:(1)①;(2)该物块的密度为2.5×103kg/m3;(3)此时容器对桌面的压强为1.5×104Pa.
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