题目内容

【题目】一个底面积为100cm2足够高的柱形容器M装有20cm深的水,置于水平地面上;一个质量忽略不计的硬塑料瓶固定在轻杆上,内有适量的水,如图甲所示.塑料瓶ABCD部分为柱形,柱形部分高度hAB为16cm.用手拿住轻杆,将该瓶从图甲中刚接触水面位置,缓慢竖直下降6cm,杆对瓶的拉力F随下降高度h之间的关系图如图乙所示.然后从该位置继续向下,直到水面与AD相平为止.则瓶内所装水的重力为N;当水面与AD相平时,瓶外的水对容器M底部的压强为Pa.

【答案】2;2400
【解析】解:(1)由图乙可知,h=0时,F=2N,则瓶内所装水的重力G=F=2N;(2)由图可知,当瓶子下降6cm时,杆对瓶的拉力恰好为零,此时平时受到的浮力和自身的重力相等, 由F=ρgV可得,瓶子排开水的体积:
V= = = =2×10﹣4m3=200cm3
容器内水的体积:
V=SMh水0=100cm2×20cm=2000cm3
容器内水的深度:
h水1= = =22cm,
则水面上升的高度:
△h=h水1﹣h水0=22cm﹣20cm=2cm,
瓶子浸没的深度:
h浸没=△h+h=2cm+6cm=8cm,
瓶子的底面积:
S= = =25cm2
水面与AD相平时,瓶子排开水的体积:
V′=ShAB=25cm2×16cm=400cm3
容器内水的深度:
h水2= = =24cm=0.24m,
瓶外的水对容器M底部的压强:
p=ρgh水2=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2400Pa.
所以答案是:2;2400.
【考点精析】认真审题,首先需要了解液体的压强的计算(液体内部压强的公式:p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意:h 指液体的深度,即某点到液面的距离),还要掌握阿基米德原理(阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力.这个规律叫做阿基米德原理,即 F= Ggv)的相关知识才是答题的关键.

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