题目内容

【题目】水平地面上有底面积为300 cm2、不计质量的薄壁盛水柱形容器A,内有质量为400 g、边长为10 cm、质量分布均匀的正方体物块B,通过一根长10 cm的细线与容器底部相连,此时水面距容器底30 cm(如图)。计算可得出( )

A. 绳子受到的拉力为14 N

B. 容器对水平地面的压力是90 N

C. 剪断绳子,待物块静止后水平地面受到的压强变化了200 Pa

D. 剪断绳子,待物块静止后水对容器底的压强变化了200 Pa

【答案】D

【解析】木块的重力:G=mBg=0.4kg×10N/kg=4N,

木块浸没在水中,则V排=V木=(10cm)3=1000cm3=1×10-3m3,物体浸没时受到的浮力为:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N,

绳子的拉力为:F拉=F浮-G=10N-4N=6N,故A错误。

B.容器内水的体积V=Sh-V木=300cm2×30cm-1000cm3=8000cm3=8×10-3m3,

由可得,水的质量m水=ρV=1.0×103kg/m3×8×10-3m3=8kg,因不计质量的薄壁盛水柱形容器,则容器对水平地面的压力

F=G总=(m水+mB)g=(0.4kg+8kg)×10N/kg=84N,故B错误。

C.木块漂浮时,F浮′=G=4N,

由得,木块漂浮时排开水的体积

所以液面下降的深度为

则△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa.故C正确;

D.剪断绳子前后,容器对水平地面的压力都等于水的重力和物块的重力之和,压力不变,所以待物块静止后水平地面受到的压强没有变化,故D错误。

答案为C。

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