题目内容
【题目】底面积为100cm2的烧杯中装有适量水。当金属块浸没在水中静止时,如图甲所示,弹簧测力计的示数F1=3.4N,水对杯底的压强为p1;当金属块总体积的1/4露出水面静止时,如图乙所示,弹簧测力计的示数为F2 , 水对杯底的压强为p2;若p1、p2之差为50Pa,g取10N/kg,则( )
A. 金属块的体积V金=2×10-3m3 B. 弹簧测力计的示数F2=5.4N
C. 金属块的密度是2.7×103kg/m3 D. 金属块受到的重力是6.8 N
【答案】C
【解析】(1)∵p=ρgh,
∴水面降低的高度:
△h=△p /ρ水g ="50Pa" /103kg/m3×10N/kg =5×10-3m,
金属块1/ 4 体积排开水的体积:
V水=S△h=100×10-4m2×5×10-3m=5×10-5m3,
∵V水=V金/4 ,
∴V金=4×5×10-5m3=2×10-4m3;
(2)在图甲和图乙中,金属块受力如图1和2所示:
由于两次金属块都处于平衡状态,则有:
F1+F浮=G,F2+F浮′=G;
图甲中金属块受到的浮力为:
F浮=ρ水gV物=1×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N,
∴金属受到的重力为G=3.4N+2N=5.4N;
图乙中物体受到的浮力为:
F浮′="3" /4 F浮=1.5N,
∴F2=5.4N-1.5N=3.9N;
(3)金属的密度为:
ρ="m/" V ="G" /Vg ="5.4N" /2×10-4m3×10N/kg =2.7×103kg/m3.
故选C.
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