题目内容

5.晓霞同学放学回家后,看见客厅的水平茶几中央放着一个盛有水的平地玻璃杯,如图(甲)所示她利用家里的刻度尺测得水深为12cm,玻璃杯的底面积为2×10-3m2,用家里的电子秤测出水和杯子总的质量为0.4kg,晓霞同学又把一个质量为0.18kg实心长方体木块,放入水中漂浮,如图(乙)所示,然后,晓霞提出下列问题,请回答:
(1)放入木块前,水对杯底的压力;
(2)放入木块后,木块受到的浮力的大小;
(3)放入木块后,杯子对水平茶几的压强.

分析 (1)知道水杯中水的深度,利用液体压强公式p=ρgh求水对杯底的压强;再利用p=$\frac{F}{S}$可求得水对杯底的压力;
(2)木块漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,根据G=mg求出其大小;
(3)放入木块后,杯子对水平茶几的压力等于杯子和水以及木块的重力之和,根据G=mg求出其大小.再利用p=$\frac{F}{S}$可求得杯子对水平茶几的压强.

解答 解:(1)在放入木块前,水对杯底的压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.12m=1176Pa;
由p=$\frac{F}{S}$可得,水对杯底的压力;
F=pS=1176Pa×2×10-3m2=2.352N;
(2)因为木块在水中漂浮,
所以F浮=G木=m木g=0.18kg×9.8N/kg=1.764N;
(3)杯子对水平茶几的压力:
F′=(m水杯+m木)g=(0.4kg+0.18kg)×9.8N/kg=5.684N.
杯子对水平茶几的压强p′=$\frac{F′}{S}$=$\frac{5.684N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2.842×103Pa.
答:(1)在放入木块前,水对杯底的压力为2.352N;
(2)木块受到的浮力为1.764N;
(3)放入木块后,杯子对水平茶几的压强为2.842×103Pa.

点评 本题考查了液体压强、固体压强、浮力、压力的计算,关键是公式和漂浮条件的应用,计算过程要注意单位的换算.

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