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如图所示,将挂在弹簧测力计下端高为8cm、横截面积为100cm2的柱形物块缓慢放入底面积为500cm2的圆柱形容器内的水中.当物块直立静止时,物块浸入水中深度为2cm,弹簧测力计的示数为8N,水
题目详情
如图所示,将挂在弹簧测力计下端高为8cm、横截面积为100cm2的柱形物块缓慢放入底面积为500cm2的圆柱形容器内的水中.当物块直立静止时,物块浸入水中深度为2cm,弹簧测力计的示数为8N,水对容器底部的压强为1.2×103Pa.现向容器中加水,当弹簧测力计的示数为5N时,注入水的质量为m,水对容器底部的压强为p,柱形物块受到的浮力为F.已知弹簧测力计的称量范围为0~10N,刻度盘上0~10N刻度线之间的长度为10cm.若g取10N/kg,则下列说法中正确的是( )
A. 柱形物块所受重力大小为8N
B. 柱形物块受到的浮力F大小为3N
C. 水对容器底部的压强p为1.8×103Pa
D. 向容器中注入水的质量m为3.0kg
A. 柱形物块所受重力大小为8N
B. 柱形物块受到的浮力F大小为3N
C. 水对容器底部的压强p为1.8×103Pa
D. 向容器中注入水的质量m为3.0kg
▼优质解答
答案和解析
A、圆柱体浸在水中的深度是2cm,横截面积是100cm2,受到竖直向上的浮力为:F浮=ρ水gV排=103kg/m3×10N/kg×2×100×10-6m3=2N.圆柱体受到竖直向上8N的拉力.
圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力和浮力是平衡力,所以G=F浮+F拉=2N+8N=10N.不符合题意.
B、注入水的质量为m,圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和拉力是平衡力,
此时拉力是5N,重力是10N,受到的浮力:F=G-F拉'=10N-5N=5N.不符合题意.
C、倒水之前弹簧测力计对圆柱体的拉力是8N,倒水之后弹簧测力计的对圆柱体的拉力是5N,弹簧缩短3cm,圆柱体被向上拉动3cm,此时圆柱体已经距离原本水面高1cm处,并且物块还有5cm浸在水中,因此水面上升了6cm,所以液体对容器底的压强增大:△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg×6×10-2m=600Pa.
所以容器底受到的压强为:p=△p+p'=600Pa+1.2×103Pa=1.8×103Pa.符合题意.
D、倒入水之后水深增加6cm,圆柱体的排开水的深度增加了5cm-2cm=3cm,
所以增加水的体积为:V=500cm2×6cm-100cm2×3cm=2700cm3,
所以增加水的质量为:m=ρ水V=1g/cm3×2700cm3=2700g=2.7kg.不符合题意.
故选C.
圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力和浮力是平衡力,所以G=F浮+F拉=2N+8N=10N.不符合题意.
B、注入水的质量为m,圆柱体受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力和拉力是平衡力,
此时拉力是5N,重力是10N,受到的浮力:F=G-F拉'=10N-5N=5N.不符合题意.
C、倒水之前弹簧测力计对圆柱体的拉力是8N,倒水之后弹簧测力计的对圆柱体的拉力是5N,弹簧缩短3cm,圆柱体被向上拉动3cm,此时圆柱体已经距离原本水面高1cm处,并且物块还有5cm浸在水中,因此水面上升了6cm,所以液体对容器底的压强增大:△p=ρ水g△h=103kg/m3×10N/kg×6×10-2m=600Pa.
所以容器底受到的压强为:p=△p+p'=600Pa+1.2×103Pa=1.8×103Pa.符合题意.
D、倒入水之后水深增加6cm,圆柱体的排开水的深度增加了5cm-2cm=3cm,
所以增加水的体积为:V=500cm2×6cm-100cm2×3cm=2700cm3,
所以增加水的质量为:m=ρ水V=1g/cm3×2700cm3=2700g=2.7kg.不符合题意.
故选C.
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