题目内容
【题目】周末小罗去吃火锅时,被店里的复古式搪瓷杯所吸引。喜欢研究的他利用杯子和电子秤以及身边的物品探究压强浮力问题。如图所示的杯子,他第一步测出杯子直径算出其底面积为100cm2,高为12cm;第二步将杯子放在电子秤上,此时读数为200g;第三步往杯中加入了深为5cm的水,再将一个质地均匀的圆柱体物件通过与之相连的轻杆缓慢浸入水中(如图所示) ,使得圆柱体有4/5的体积露出水面,此时杯子对电子秤的压强与加水5cm相比增加了400Pa,杆对圆柱体物件的拉力为1N。求:
(1)当加入5cm水深时,杯内的水对杯子底部的压强;
(2)圆柱体有4/5的体积露在水面时,电子秤的读数为多少g?
(3)当物体有3/5的体积露出水面时,杯子对电子秤的压强为多少?
【答案】(1)500Pa;(2)1100g;(3)1400Pa
【解析】
(1).水对杯子底部的压强:
;
(2).杯中加入了深为5cm的水时,水的体积为
,
水的质量为
,
此时杯子和水的总质量为
,
杯子和水对电子秤的压强为
;
当圆柱体有4/5的体积露出水面,杯子对电子秤的压强与加水5cm相比增加了400Pa,所以当圆柱体有4/5的体积露出水面时,杯子对电子秤的压强为1100pa,当时的总压力为
,
此时电子秤的读数为
;
(3).杯子对电子秤的压强增大了400pa,即增加的压力
,
所以
,,
因为
,
所以
,;
当物体有3/5的体积露出水面时,
,
杯中水的体积是,总体积为
而杯子的容积为
,
则溢出水的体积为
;
溢出水的重力为
;
圆柱体受到的浮力为
,
由于圆柱体的重力为5N,所以当时圆柱体受到的向下的压力为3N,则当时电子秤受到的总压力为
,
杯子对电子秤的压强为
。
答:(1).当加入5cm水深时,杯内的水对杯子底部的压强为500Pa;
(2).圆柱体有4/5的体积露在水面时,电子秤的读数为1100g;
(3).当物体有3/5的体积露出水面时,杯子对电子秤的压强为1400Pa。