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【题目】2014年4月14日美国“蓝金枪鱼”自主水下航行器首次参与搜索马航失联客机的任务,某科研机构按一定比例做了一个缩小的伪真模型,质量为75kg,水平地面上有一个质量为25kg足够高的长方体平底测量容器。长2.5m,宽0.8m,内装有深度为1m的水,再将该模型缓慢放入水中静止时,有1/6的体积露出水面,如图所示。求:

(1)该模型漂浮时浸入水中的体积是多少?

(2)当模型漂浮时,容器对地面的压强是多少?

(3)若该模型利用容器中的水自动进行充水悬浮,容器底部受到水的压强比模型未浸入水中时增大多少?

【答案】(1)0.075M3 (2)5500Pa (3)700Pa

【解析】(1)模型漂浮

F=G=75kg×10N/kg=750N;

根据F=ρgV

(2)G=mg=ρVg=1.0×103kg/m3×2.5m×0.8m×1m×10N/kg=2×104N;

G容器=m容器g=25kg×10N/kg=250N;

当模型漂浮时,容器对地面的压强是

(3)模型利用容器中的水自动进行充水悬浮时,液面上升的高度等于模型漂浮时(即模型没有利用容器中水自动进行充水漂浮时)液面上升的高度,所以模型浸入前后水量不变,所以容器底部增加的压力即为模型自身重力,那么增加的压强为:

答:(1)该模型漂浮时浸入水中的体积是0.075m3

(2)当模型漂浮时,容器对地面的压强是5500Pa;

(3)容器底部受到水的压强比模型未浸入水中时增大700Pa.

练习册系列答案
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【题目】小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为0.1N的弹簧测力计,底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。

(1)小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为________N;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在下表中:

(2)在实验步骤B中铜块所受浮力F=________N。

(3)分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟________________有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟________________有关。

(4)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是________kg/m3(结果保留一位小数),还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是________Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐________(选填“增大”或“减小”)。

(5)小冉在步骤B的基础上继续探究:保持铜块下表面所处的位置不变,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐________(选填“增大”或“减小”);当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出),烧杯底部受到水的压强增加了________Pa。(已知在一定范围内,弹簧受到的拉力每减少0.1N,弹簧的长度就缩短0.1cm)

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