题目内容
【题目】如图甲所示,底面积为100cm2的圆柱形容器中装满了水,底部中央固定有一根体积不计沿竖直方向的细杆,细杆的上端连接着密度为0.6g/cm3、底面积为20cm2的圆柱体A,容器的底部安装有阀门。现打开阀门控制水以50cm3/s流出,同时开始计时,水对容器底部的压力随时间变化的规律如图(乙)所示,则阀门未打开前水对容器底的压强为______Pa。当t=52s时,水对圆柱体底面的作用力大小为_____N。
【答案】5000 2.5
【解析】
[1]由图乙可知,当t=0时,水对容器底部的压力为50N,则阀门未打开前谁对容器底部的压强为
[2]由图乙可知,在0~40s,40s~64s,64s~84s三个阶段,水对容器底部的压力随时间变化分别为一直线,则第一阶段流出的水量
第二阶段流出的水量
第三阶段流出的水量
根据,可分别求出第1、3阶段水下降的高度分别为
因在放水前,对容器底部的压强为5000Pa,故容器盛满水时的深度为
则圆柱体A的高度为
从第40s到第52s流出水的体积为
此时水下降高度即物体A露出水面高度为
则A排开水的体积为
此时圆柱体A的上表面已露出水面,水对A上表面的压力为零,则水对圆柱A体底面的作用力即为A此时受到的浮力,由阿基米德原理可得
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