题目内容
【题目】如图所示将一个体积为1.0×10﹣3m3 , 重为6N的木球用细线系在底面积为500cm2的圆柱形容器的底部,当容器中倒入足够的水使木球被浸没时,(g取10N/kg)求:
(1)木球浸没在水中受到的浮力;
(2)细线对木球的拉力;
(3)剪断细线,木球处于静止时,圆柱形容器的底部压强减少多少帕?
【答案】
(1)解:木球浸没在水中受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1.0×10﹣3m3=10N;
(2)解:木球静止,所以木球受平衡力作用,则F浮=G+F,
所以,细线对木球的拉力:
F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N;
(3)解:剪断细线,木球静止时处于漂浮状态,则F浮′=G,即ρ水gV排′=G,
所以V排′= = =0.6×10﹣3m3.
木球露出水面的体积:
V露=V﹣V排′=1.0×10﹣3m3﹣0.6×10﹣3m3=0.4×10﹣3m3.
液面下降的高度:
△h= = =0.008m,
剪断细线后水对容器底的压强变化量:
△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.008m=80Pa.
【解析】(1)已知木球的体积,直接利用阿基米德原理及可求出木球浸没在水中受到的浮力;(2)木球静止,所以木球受平衡力作用,利用F浮=G+F即可求出拉力的大小;(3)根据△p=ρ水g△h可求出液体压强变化量.
【考点精析】根据题目的已知条件,利用阿基米德原理的相关知识可以得到问题的答案,需要掌握阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力.这个规律叫做阿基米德原理,即 F浮= G排 =ρ液gv排.
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