题目内容
【题目】如图,薄壁容器的底面积为2×10-2m2,物体A的体积为3.6×10-3m3,轻质弹簧的一端固定在容器底部,另一端与A连接。当容器中的水深为30cm时,弹簧的长度恰好等于原长,物体A有一半的体积浸在水中。求:
(1)水对容器底的压力;
(2)物体A的密度;
(3)若在A上加放重为40N的物体B,A恰好浸没。弹簧对A的支持力是多少N?
【答案】(1) 60N;(2) 0.5×103kg/m3;(3) 22
【解析】
(1)水对容器底部的压强
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa
根据p=可得,水对容器底的压力
F=pS=3000Pa×2×10-2m2=60N
水对容器底的压力为60N。
(2)根据题意可得,物体A排开水的体积
V排=V=×3.6×10-3m3=1.8×10-3m3
物体A受到的浮力
F浮=ρ水g V排=1×103kg/m3×10N/kg×1.8×10-3m3=18N
当容器中的水深为30cm时,弹簧的长度恰好等于原长,此时物体A处于漂浮状态,则物体A的重力
GA=F浮=18N
物体A的质量
m===1.8kg
物体A的密度
ρA===0.5×103kg/m3
物体A的密度为0.5×103kg/m3。
(3)A恰好浸没受到的浮力
F浮′=ρ水g V=1×103kg/m3×10N/kg×3.6×10-3m3=36N
把AB看做一个整体,则整体受到向上的支持力、向上的浮力和向下的总重力,则有
F支+F浮′=GA+GB
弹簧对A的支持力
F支=GA+GB-F浮′=18N+40N-36N=22N
弹簧对A的支持力为22N。
答:(1)水对容器底的压力为60N;
(2)物体A的密度为0.5×103kg/m3;
(3)弹簧对A的支持力是22N。
【题目】小明探究摩擦力的大小与哪些因素有关,实验过程如图所示,实验记录如下表。
实验步骤 | 接触面 | 木块对木板的压力/N | 测力计示数/N |
甲 | 木—木 | 2 | 0.2 |
乙 | 木—木 | 4 | 0.4 |
丙 | 木—砂纸 | 2 | 1.4 |
(1)实验中,他应将弹簧测力计沿_____方向拉动木块,使木块在水平面上做_____运动,并记下弹簧测力计的示数;
(2)比较步骤_____可得:摩擦力的大小跟作用在物体表面上的压力有关,且压力越大,摩擦力_____;
(3)图乙中,木块被拉着做匀速直线运动的过程中(钩码随木块一起做匀速直线运动),木块受到的摩擦力是_____N,钩码受到的摩擦力是_____N;
(4)如果要探究滑动摩擦力的大小与接触面积是否有关,可以在甲图的基础上将木块_____放在木板上,水平匀速拉动木块,读出测力计的示数进行比较。