题目内容

【题目】如图所示,边长为4h的正方体A和轻质薄壁圆柱形容器B置于水平桌面上,容器B中盛有高为5h、体积为5×10﹣33的某液体乙(ρ=0.8×103千克/米3).
①求液体乙的质量m
②若正方体A的质量为5千克,边长为0.1米,求正方体A对地面的压强pA
③已知ρA=1.5ρ , 从物体A的上方水平切去高为△h的部分,并从容器B中抽出深度同为△h的液体,使物体A和容器B对水平桌面的压强分别为pA'和pB',通过计算比较pA′和pB′的大小关系及△h对应的取值范围.

【答案】解:①由ρ= 可得,液体乙的质量: mV=0.8×103kg/m3×5×10﹣3m3=4kg;
②正方体A对地面的压力:
FA=GA=mAg=5kg×9.8N/kg=49N,
受力面积:SA=(0.1m)2=0.01m2
正方体A对地面的压强:
pA= = =4900Pa;
③正方体对水平地面的压强:
p= = = = = =ρgh,
则从物体A的上方水平切去高为△h的部分后,剩余部分对水平地面的压强:
pA′= Ag(4h﹣△h)=1.5ρg(4h﹣△h)
圆柱形容器B为轻质薄壁容器,从容器B中抽出深度同为△h的液体,容器B对水平桌面的压强:
pB′=pg(5h﹣△h),
设pA'=pB',则 1.5ρg(4h﹣△h)=ρg(5h﹣△h)
解得:△h=2h;
当0<△h<2h时,pA'>pB';
当△h=2h时,pA'=pB';
当2h<△h<4h时,pA'<pB'.
答:①液体乙的质量为4kg;
②正方体A对地面的压强为4900Pa;
③当0<△h<2h时,pA'>pB';当△h=2h时,pA'=pB';当2h<△h<4h时,pA'<pB'.
【解析】(1)知道液体乙的体积和密度,根据m=ρV求出液体乙的质量(2)正方体A对地面的压力和自身的重力相等,根据F=G=mg求出其大小,根据面积公式求出底面积即为受力面积,根据p= 求出对地面的压强;(3)根据G=mg、m=ρV和p= 得出正方体对水平地面的压强,然后表示出从物体A的上方水平切去高为△h的部分后剩余部分对水平地面的压强,再表示出从容器B中抽出深度同为△h的液体容器B对水平桌面的压强,两者相等时求出△h的值,进一步得出答案.
【考点精析】利用压强的大小及其计算对题目进行判断即可得到答案,需要熟知压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa).

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