题目内容
【题目】如图甲所示,圆柱体石块在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,如图乙所示是钢绳拉力随圆柱体下降高度h变化的图象。(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)根据图乙回答,圆柱体石块的重力是 ________ N,浸没时的拉力是________N。
(2)圆柱体石块全部没入水中时受到浮力是多少?____
(3)圆柱体石块的体积是多少?____
(4)圆柱体石块的密度是多少?____
(5)圆柱体石块在刚浸没时,下表面受到水的压强是多少?____
【答案】1400N 900N 500N 0.05m3 2.8×103kg/m3 10000Pa
【解析】
(1) [1] 由图象知道,当h=0~1m时,弹簧测力计示数为1400N,此时圆柱体石块处于空气中,圆柱体石块重力是:
G=F拉 =1400N,
[2] 由图象知道,当h=2m以后,物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,弹簧测力计的示数是:
F′=900N;
(2)由称重法知道,圆柱体石块完全浸入水中时,圆柱体受到的浮力是:
F浮 =G-F′=1400N-900N=500N;
(3) 因为圆柱体浸没时排开水的体积和自身的体积相等,由知道,圆柱体的体积是:
=0.05m3
(4) 由知道, 圆柱体石块的密度是:
=2.8×103kg/m3;
(5) 由图象知道,圆柱体在刚浸没时,下表面所处的深度是:
h=2m-1m=1m
下表面受到的水的压强是:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=10000Pa
答:(1) 圆柱体石块的重力是1400N,浸没时的拉力是900N;
(2) 圆柱体石块全部没入水中时受到浮力是500N;
(3) 圆柱体石块的体积是0.05m3;
(4) 圆柱体石块的密度是2.8×103kg/m3;
(5) 圆柱体石块在刚浸没时下表面受到水的压强是10000Pa。