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如图所示,甲、乙两圆柱形容器(容器足够高)放在水平桌面上,甲的底面积为9S,乙的底面积为10S,分别盛有1.8×10-3米3体积的水和0.25米高的酒精.(ρ酒=0.8×103千克/米3)求:(1
题目详情
如图所示,甲、乙两圆柱形容器(容器足够高)放在水平桌面上,甲的底面积为9S,乙的底面积为10S,分别盛有1.8×10-3米3体积的水和0.25米高的酒精.(ρ酒=0.8×103千克/米3)求:
(1)水的质量m水.
(2)若甲容器的质量为0.2千克,底面积为1×10-2米2,求甲容器对水平桌面的压强p甲.
(3)若水和酒精对甲、乙容器底部的压强相等,为了使甲、乙容器底部受到的水和酒精的压力相等,以下方法可行的是___(选填“A”、“B”或“C”).并计算出抽出(或加入)的△V或△h.
(1)水的质量m水.
(2)若甲容器的质量为0.2千克,底面积为1×10-2米2,求甲容器对水平桌面的压强p甲.
A | 抽出△V体积的水和酒精 |
B | 加入△h高的水和酒精 |
C | 抽出△h高的水和酒精 |
▼优质解答
答案和解析
(1)由ρ=
可得,
m水=ρ水V=1×103千克/米3×1.8×10-3米3=1.8千克;
(2)F甲=G水+G甲=(m水+m甲)g
=(1.8千克+0.2千克)×9.8牛/千克
=19.6牛
p甲=
=
=1.96×103帕
(3)①水和酒精对甲、乙容器底部的压强相等,抽出△V体积的水和酒精,甲的底面积为9S,乙的底面积为10S,水减小的水的深度大于酒精的深度,可得p水′<p酒′
,F水<F酒,故不可行;
②因为水和酒精对甲、乙容器底部的压强相等,为了使甲、乙容器底部受到的水和酒精的压力相等,由F=pS可知,应加入△h高的水和酒精,故选B;
p水=p酒
ρ水gh水=ρ酒gh酒
1×103千克/米3h水=0.8×103千克/米3×0.25米
解得,h水=0.2米
由题意知,F水=F酒
ρ水gh水′S水=ρ酒gh酒′S酒
ρ水g(h水+△h)×9S=ρ酒g(h酒+△h)×10S,
1×103千克/米3(0.2米+△h)×9=0.8×103千克/米3
(0.25米+△h)×10
解得,△h=0.2米.
③由②知,如抽出△h高的水和酒精,
则ρ水g(h水-△h)×9S=ρ酒g(h酒-△h)×10S,
1×103千克/米3(0.2米-△h)×9=0.8×103千克/米3
(0.25米-△h)×10
解得,△h=-0.2米.
故应加入的△h为0.2米.
答:(1)水的质量m水为1.8千克;
(2)甲容器对水平桌面的压强p甲1.96×103帕;(3)B;加入的△h为0.2米.
m |
V |
m水=ρ水V=1×103千克/米3×1.8×10-3米3=1.8千克;
(2)F甲=G水+G甲=(m水+m甲)g
=(1.8千克+0.2千克)×9.8牛/千克
=19.6牛
p甲=
F甲 |
S甲 |
19.6N |
1×10-2m2 |
(3)①水和酒精对甲、乙容器底部的压强相等,抽出△V体积的水和酒精,甲的底面积为9S,乙的底面积为10S,水减小的水的深度大于酒精的深度,可得p水′<p酒′
,F水<F酒,故不可行;
②因为水和酒精对甲、乙容器底部的压强相等,为了使甲、乙容器底部受到的水和酒精的压力相等,由F=pS可知,应加入△h高的水和酒精,故选B;
p水=p酒
ρ水gh水=ρ酒gh酒
1×103千克/米3h水=0.8×103千克/米3×0.25米
解得,h水=0.2米
由题意知,F水=F酒
ρ水gh水′S水=ρ酒gh酒′S酒
ρ水g(h水+△h)×9S=ρ酒g(h酒+△h)×10S,
1×103千克/米3(0.2米+△h)×9=0.8×103千克/米3
(0.25米+△h)×10
解得,△h=0.2米.
③由②知,如抽出△h高的水和酒精,
则ρ水g(h水-△h)×9S=ρ酒g(h酒-△h)×10S,
1×103千克/米3(0.2米-△h)×9=0.8×103千克/米3
(0.25米-△h)×10
解得,△h=-0.2米.
故应加入的△h为0.2米.
答:(1)水的质量m水为1.8千克;
(2)甲容器对水平桌面的压强p甲1.96×103帕;(3)B;加入的△h为0.2米.
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