题目内容
【题目】小金学习了浮力的知识后,想制造一个浮力秤,他将一段密度为0.5×103kg/m3,粗细均匀的木料,先进行不吸水处理,再将其竖立在水中,这段木料长为40cm,横截面积为0.1m2,其上表面为秤盘,问:(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)质量为0的刻度线的位置在哪里?
(2)距离上表面10cm处的刻度线对应的质量为多少?
(3)若此木料完全浸没于水中,此木料受到的浮力为多大?
【答案】(1)0.2m(2)10kg(3)400N。
【解析】
(1).木料的体积:
V=Sh=0.1m2×0.4m=0.04m3,
木料的质量为:
m0=ρV=0.5×103kg/m3×0.04m3=20kg;
木料处于漂浮状态,浮力等于重力
F浮=G=mg=20kg×10N/kg=200N,
排开水得体积为:
V排==0.02m3,
没入水中的高度:
h0==0.2m,
因为物体上没有放物体,故浮力秤的0刻度线为0.2m;
(2)距离上表面10厘米处时,浮力秤的浮力为:
F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.4m-0.1m)×0.1m2=300N,
物体的重力为:
G物=F′浮-F浮=300N-200N=100N,
物体的质量为:
m物==10kg;
(3).若此木料完全浸没于水中,木料排开水的体积等于它的体积,此木料受到的浮力
F浮1=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m3=400N。
答:(1).质量为0的刻度线的位置在0.2m处;
(2).距离上表面10cm处的刻度对应的质量为10kg;
(3).此木料完全浸没于水中,此木料受到的浮力为400N。
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