题目内容
底面积为80cm2的容器中盛有深30cm的水。将一质量为540g的实心铝球投入水中。问:
(1)铝球浸没在水中时受到的浮力是多大?(2)投入铝球后,水对容器底部的压强增加了多少?
(3)若用一根最多能承受4N拉力的细绳系住铝球缓慢向上拉,当铝球露出水面的体积为多大时绳子会拉断?(已知ρ铝=2.7×103kg/m3,取g=10N/kg)。
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(1)根据阿基米德原理,铝球在水中受到的浮力为F浮=ρ水·g·V排
由题意可知,V排=
,得V排=0.2×10-3m3 所以,F浮=1×103kg/m3×10N/kg×0.2×10-3m3=2N
(2)设投入铝球后水面上升的高度为H,则:
H=V/S=0.2×103m3/80×10-4m2=0.025m
水对容器底部增加的压强是:
P=ρ水·g·H=1×103kg/m-3×10N/kg×0.025m=2.5×102Pa
(3)设当铝球露出水面的体积为V露时,绳子会断,
此时的浮力为F浮',则:F浮'=G-F拉 即ρ水·g·V排'= G-F拉
V排'=
=1.4×10-4m3
V露=V-V排'=0.2×10-3m3-1.4×10-4m3=0.6×10-4m3.
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