题目内容

如图甲所示,底面积为50cm2的圆柱形玻璃筒中装有一定量的水,放在水平台面上,底面积为10cm2的圆柱形物体A浸没在水中,细绳对物体的拉力为F.如图乙所示,当物体A有数学公式的体积露出水面时,作用在物体A上的竖直向上的拉力为4N,筒中水的深度比图甲中水的深度下降了0.4cm,此时,物体A所受的浮力为F,水在物体A底面处产生的压强为p.g取10N/kg,悬挂物体的细绳的质量忽略不计.


  1. A.
    F的大小为4.8N
  2. B.
    F的大小为0.2N
  3. C.
    ρA的大小为8g/cm3
  4. D.
    p的大小为300Pa
D
分析:当物体A有的体积露出水面时,筒中水的深度比图甲中水的深度下降了0.4cm,可求出A的体积;进一步求出A的高度,根据公式P=ρgh求出水在物体A底面处产生的压强;根据浮力公式求出A完全浸没时受到的浮力和的体积露出水面时受到的浮力;根据拉力的大小求出A的重力;进一步求出A的质量,根据密度公式求出A的密度.
解答:由题意可得:V=S△h;
所以A的体积V=S△h×=50×10-4m2×0.004m×=5×10-5m3
A的高度h===0.05m;
当物体A有的体积露出水面时,水在物体A底面处产生的压强为P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg××0.05m=300Pa;
此时物体A所受的浮力为F=ρgV=1000kg/m3×10N/kg××5×10-5m3=0.3N;
物体A的重力为G=F+F=4N+0.3N=4.3N;A的质量m===0.43kg;
A的密度ρA===8.6×103kg/m3=8.6g/cm3
A全部浸没水中细绳对物体的拉力为F=G-F浮1=G-ρgV=4.3N-1000kg/m3×10N/kg×5×10-5m3=3.8N;
故选D.
点评:本题考查体积、液体压强、浮力、密度等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体进行受力分析.
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