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(2014•邯郸二模)一个底面积为2×10-2m2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中央,容器高为0.12m,内盛有0.08m深的水,如图(a)所示,另有质量为0.8kg,体积为1×10-3m3的实心正方体A,如图(b)
题目详情
(2014•邯郸二模)一个底面积为2×10-2 m2的薄壁圆柱形容器放在水平桌面中央,容器高为0.12m,内盛有0.08m深的水,如图(a)所示,另有质量为0.8kg,体积为1×10-3 m3的实心正方体A,如图(b)所示(取g=10N/kg).求:
(1)实心正方体A的密度;
(2)将实心正方体A放入图(a)的水中后,正方体A所受浮力;
(3)将实心正方体A放入图(a)的水中后,水对容器底部的压强变化了多少?
(1)实心正方体A的密度;
(2)将实心正方体A放入图(a)的水中后,正方体A所受浮力;
(3)将实心正方体A放入图(a)的水中后,水对容器底部的压强变化了多少?
▼优质解答
答案和解析
(1)ρA=
=
=0.8×103kg/m3;
(2)∵ρA<ρ水,
∴A在水中最后会漂浮,
当刚好能浮起时,A受到的浮力F=G=mg=0.8kg×10N/kg=8N,
由F浮=ρ水V排g得:
V排=
=
=0.8×10-3m3,
浸入深度:
h=
=
=0.08m,
∵容器的高度为0.12m,已装0.08m深的水,
∴物体A能在水中漂浮,受到的浮力F=G=8N,
(3)由(2)知A最后漂浮在水面上,
V排=0.8×10-3m3,
水面上升的高度:
△h=
=
=0.08m,
由于容器高为0.12m,所以容器内最后水深:
h′=0.12m,
水上升的高度:
△h′=0.12m-0.08m=0.04m,
水对容器底部的压强变化值:
△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa.
答:(1)实心正方体A的密度为0.8×103kg/m3;
(2)将实心正方体A放入图(a)的水中后,正方体A所受浮力为8N;
(3)将实心正方体A放入图(a)的水中后,水对容器底部的压强变化了400Pa.
(1)ρA=
mA |
VA |
0.8kg |
1×10−3m3 |
(2)∵ρA<ρ水,
∴A在水中最后会漂浮,
当刚好能浮起时,A受到的浮力F=G=mg=0.8kg×10N/kg=8N,
由F浮=ρ水V排g得:
V排=
F浮 |
ρ水g |
8N |
1×103kg/m3×10N/kg |
浸入深度:
h=
V排 |
S |
0.8×10−3m3 |
1×10−2m2 |
∵容器的高度为0.12m,已装0.08m深的水,
∴物体A能在水中漂浮,受到的浮力F=G=8N,
(3)由(2)知A最后漂浮在水面上,
V排=0.8×10-3m3,
水面上升的高度:
△h=
V排 |
S容−SA |
0.8×10−3m3 |
2×10−2m2−1×10−2m2 |
由于容器高为0.12m,所以容器内最后水深:
h′=0.12m,
水上升的高度:
△h′=0.12m-0.08m=0.04m,
水对容器底部的压强变化值:
△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa.
答:(1)实心正方体A的密度为0.8×103kg/m3;
(2)将实心正方体A放入图(a)的水中后,正方体A所受浮力为8N;
(3)将实心正方体A放入图(a)的水中后,水对容器底部的压强变化了400Pa.
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