题目内容
【题目】如图所示,有一柱状的薄透明玻璃容器(在它的外面有表示高度的刻度纸)和一底面积是20cm2高8cm并刻有高度的圆柱体(密度大于水的密度,用细线系着)。某实验小阻利用这两个器材探究:当物体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系。
他们先往容器中加水至10.00cm刻度处(图中己标出)),再用细线吊圆柱体,让圆柱体浸入水中的深度h先后是:2.00cm,4.00cm,6.00cm、8.00cm,读出容器底到水面对应增加深度△h,利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力F浮和水对容器底增加的压强△p,结果如下表
F浮/N | 0.4 | 0.8 | 1.2 | 1.6 |
Δp/Pa | 100 | 200 | 300 | 400 |
(1)分析表中数据可知,当圆柱体浸入柱状容器的水中时,水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成________,如果物体浸没后继续增大它在水中的深度,F浮和△p都________(选填“增大”或“不变”或“减小”);
(2)同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因:当物体浸入水中时,水对物体施加了竖直向上的浮力,由于________________物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力,使容器底部增大的压力大小为F浮(柱状容器底面积为S),那么△p=________(用所给物理量字母表示);
(3)根据本次实验数据,计算出容器底面积S=________cm2,因此圆柱体浸没在水中时,水面所对的刻度是________cm。
【答案】正比 不变 物体间力的作用是相互的 40 14.00
【解析】
(1)由表格数据可知水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成正比,物体浸没后排开液体体积不变,据公式可知浮力不再变化,同时浸没后液体深度不再增加,由
可知液体对容器底部的压强也不再变化;
(2)水对物体施加了竖直向上的浮力,物体也对水也会施加大小相等的竖直向下的压力,说明力的作用是相互的,由公式可知
;
(3)由(2)分析知,即
,圆柱体的体积为
,液体上升的高度为
,因此圆柱体浸没在水中时,水面所对的刻度是10cm+4cm=14cm 。
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【题目】D315次列车由北京开往苏州,自北京到苏州铁路长1200km,根据列车运行时刻,求:
车次 | 到、发站时间 | 北京 | 济南 | 南京 | 苏州 |
D315 | 到站时间 | — | 10:54 | 14:38 | 16:22 |
发车时间 | 08:22 | 10:56 | 14:14 | — |
(1)列车由北京到苏州的平均速度(km/h);
(2)列车以30m/s的速度通过某一大桥,用时72s,已知列车全长360m,则求该大桥的长;
(3)坐在车上的一名乘客通过大桥的时间。