题目内容

15.某同学将一两端开口的均匀玻璃管,用质量不计的塑料片附在下端,然后用外力F将玻璃管竖直插在水下20cm处,保持平衡,如图所示.已知塑料片的横截面积和玻璃管的横截面积均为20cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不计重.求:
(1)水对塑料片产生的压强和压力;
(2)该同学为测量某种液体的密度,先保持玻璃管在水中的位置不变,然后向玻璃管内缓慢地倒入该液体,当倒入深度达到25cm时,发现塑料片刚好下落,那么该液体的密度为多少?

分析 (1)根据液体压强公式p=ρ液gh计算出水对塑料片产生的压强,再根据F=pS计算出水对塑料片产生的压力.
(2)玻璃管内倒入液体,液体对塑料片产生向下的压力,当这个向下的压力稍大于水对塑料片向上的压力时,塑料片就会脱落,据此列出压力的等式求出液体的密度.

解答 解:
(1)水对塑料片的向上压强:
p=ρ液gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa,
所以水对塑料片的压力F水=pS=2000Pa×2×10-3m2=4N;
(2)倒入液体对塑料片向下的压强p0=ρgh0,
塑料片的截面积为S,则塑料片受倒入液体向下的压力为F0=p0S=ρ液gh0S;
水对塑料片产生的向上的压力F水=4;
由于塑料片刚好下落,则塑料片受力为平衡力,即F0=F=4N,
所以ρ液gh0S=4N,
解得ρ液=0.8×103kg/m3,.
答:
(1)水对塑料片产生的压强是2000Pa,压力是4N;
(2)液体的密度是1.25×103kg/m3.

点评 本题考查液体压强和压力的相关计算,关键是公式及其变形的灵活运用,计算过程数据较多,一定要认真仔细.

练习册系列答案
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5.阅读短文,回答问题
日常生活中存在这样的现象:飞机、轮船、汽车等交通工具运行时,受到空气阻力;人在水中游泳、船在水中行驶时,受到水的阻力;百米赛跑时,奔跑得越快,我们感到风的阻力越大.这是什么原因呢?
查阅相关资料得知:物体在流体中运动时,会受到阻力作用,该阻力叫做流体阻力.流体阻力大小跟相对运动速度大小有关,速度越大,阻力越大;跟物体的横截面积有关,横截面积越大,阻力越大;跟物体的形状有关,头圆尾尖(这种形状通常叫做流线型)的物体受到的阻力较小.物体从高空由静止下落,速度会越来越大,所受阻力也越来越大,下落一段距离后,当阻力大到与重力相等时,将以某一速度作匀速直线运动,这个速度通常被称为收尾速度.某研究小组做了“空气对球形物体阻力大小与球的半径和速度的关系”的实验,测量数据见下表.(g取1 0N/kg)
小球编号123
小球质量(g)2545
小球半径(×10-3m)5515
小球的收尾速度(m/s)164040
(1)下列A实验,可以验证“流体阻力大小与横截面积有关”.
A.比较纸锥下落的快慢                B.研究气泡的运动规律
C.探究动能大小与哪些因素有关        D.探究阻力对物体运动的影响
(2)1号小球受到空气阻力最大时的速度为16m/s,此时空气阻力为0.02N,依据二力平衡原理.
(3)半径相同的小球,质量大(大/小)的收尾速度大.
(4)轿车的外形常做成流线型,目的是减小空气阻力;在座位的靠背上安装“头枕”可防止轿车被后面(前面/后面)的车撞击时对乘者的伤害.
(5)为提高游泳成绩,请从泳姿或泳装方面,给运动员提一条合理化建议:身体尽量形成流线型,减小水的阻力.

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