题目内容
【题目】如图甲是建造重庆嘉陵江大桥时使用的起吊装置(图中未画出),钢缆绳拉着实心圆柱体A从距江面某一高度处沿竖直方向匀速下降,在下降到江底之前,始终保持0.2m/s的速度不变,图乙是A下降到江底之前钢缆绳对A的拉力F的随时间t变化的图像(取江水的密度为ρ=1.0×103kg/m3),求∶
(1)圆柱体A浸没后受到的浮力是多少N?
(2)圆柱体A的密度是多少kg/m3?
(3)当圆柱体A下降到江底(江底视为水平且水深度无变化),卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强为多少Pa?
【答案】(1);(2);(3)
【解析】
(1)由图乙可知当时间t为0时,钢缆绳对圆柱体A的拉力F为A的重力G,当时间t到15s以后,拉力不在变化,此时圆柱体A浸没,根据称重法可得圆柱体A浸没后受到的浮力
(2)根据G=mg可得圆柱体A的质量
圆柱体A浸没时,排开液体体积等于物体体积,根据可得圆柱体A的体积
则圆柱体A的密度
(3)由图乙可知圆柱体A在10s接触江水,15s完全浸没,则圆柱体的高度
由V=Sh可得圆柱体A的底面积
圆柱体A沉底后,对江底的压力等于江底对A的支持力
则此时圆柱体A对江底的压强为
答:(1) 圆柱体A浸没后受到的浮力是;
(2) 圆柱体A的密度是;
(3) 当圆柱体A下降到江底,卸下钢缆绳后,圆柱体A对江底的压强为。
【题目】小芳用如图所示装置探究浮力与物体浸在液体中的深度之间的关系,已知圆柱体A的底面积为20cm2,高10cm,足够高的圆柱形容器甲装有足够多的水,物体从液面开始下降的过程中,测得弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系如下表所示:
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
下降高度(h/cm) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
测力计示数(F/N) | 5 | 4.5 | 4 | 3.5 | 3 | 3 | 3 |
(1)分析表中数据,可以得出结论:在物体浸没之前,浮力随物体浸在液体中的深度的增加而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);物体浸没之后,浮力与物体浸没在液体中的深度_____(选填“有关”或“无关”);
(2)由表格可知,A的重力为______ N,密度为______ kg/m3;若小芳实验前弹簧测力计未校零,指针在测力计零刻线以下就开始了测量,则由此得到的A的密度值将___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)若在另一完全相同的容器乙中加入某未知液体,A在其中浸没时弹簧测力计的示数为2.8N,则该未知液体的密度为___________ kg/m3;
(4)第5次实验中,物体刚好漫没,此时物体受到的浮力为____N,此时物体实际浸在液体中的体积为____ m3,圆柱形容器甲的底面积为_______ cm2。