题目内容
【题目】用质量和体积均忽略不计的相同硬杆把长方体A和B分别固定后放入水中,B物体刚好浸没,如图甲所示。其中,A物体密度ρA=0.9g/cm3,高度hA=10cm,B物体底面积SB=100cm2,高度hB=8cm,重力GB=12N,则硬杆对B物体的作用力为_____N。把物体A、B取出,用一根不可伸长的轻质细绳连接后,重新放入水中(忽略水量损失),如图乙;此时,细线拉直,水面比甲图升高0.5cm,若甲图中,硬杆对A的作用力为1.5N,容器底面积为500cm2,则乙图中,B对容器底部的压强为_____Pa。
【答案】4 300
【解析】
[1]图甲中,物体B排开水的体积
物体B受到的浮力
因,所以,物体B受到竖直向上的浮力和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由物体B受到的合力为零可得
则
硬杆对B物体的作用力是4N。
[2]由图甲可知,A浸入水中的深度
物体A受到的浮力
物体A的重力
因
即,所以
即,则硬杆对A的作用力为支持力,其大小为1.5N,此时A物体受到竖直向上的浮力、和硬杆对B的支持力、竖直向下的重力作用处于平衡状态,由物体A受到的合力为零可得
图乙中,物体A和B受到的浮力增加量
把A和B看作一个整体,则B对容器底部的压力
根据压强公式
可得B对容器底部的压强是300Pa。
【题目】小芳用如图所示装置探究浮力与物体浸在液体中的深度之间的关系,已知圆柱体A的底面积为20cm2,高10cm,足够高的圆柱形容器甲装有足够多的水,物体从液面开始下降的过程中,测得弹簧测力计示数F与物体下降高度h的关系如下表所示:
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 |
下降高度(h/cm) | 0 | 2 | 4 | 6 | 8 | 10 | 12 |
测力计示数(F/N) | 5 | 4.5 | 4 | 3.5 | 3 | 3 | 3 |
(1)分析表中数据,可以得出结论:在物体浸没之前,浮力随物体浸在液体中的深度的增加而______(选填“增大”、“减小”或“不变”);物体浸没之后,浮力与物体浸没在液体中的深度_____(选填“有关”或“无关”);
(2)由表格可知,A的重力为______ N,密度为______ kg/m3;若小芳实验前弹簧测力计未校零,指针在测力计零刻线以下就开始了测量,则由此得到的A的密度值将___________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”);
(3)若在另一完全相同的容器乙中加入某未知液体,A在其中浸没时弹簧测力计的示数为2.8N,则该未知液体的密度为___________ kg/m3;
(4)第5次实验中,物体刚好漫没,此时物体受到的浮力为____N,此时物体实际浸在液体中的体积为____ m3,圆柱形容器甲的底面积为_______ cm2。