题目内容

10.水平桌面上放置一底面积为S,重为G0的柱形容器,容器内装有深h的某液体.将一体积为V0的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为G,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为F.(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底),求:
(1)物体浸没在液体中时受到的浮力;
(2)筒内液体密度;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压强.

分析 (1)物体浸没在液体中时受拉力、重力、浮力作用,根据公式F浮=G-F计算出浮力的大小;
(2)根据F浮=ρ液gV排的变形公式ρ液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$计算出液体的密度;
(3)判断出此时圆筒对桌面的压力,等于圆筒和液体的总重加浮力,根据公式p=$\frac{F}{S}$计算出压强;也可将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体进行受力分析.

解答 解:(1)物体受力图如图所示:

由图可知,F浮+F=G,
F浮=G-F,
(2)因为浸没,所以V排=V0,
由F浮=G排=ρ液gV排=ρ液gV0,
得ρ液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{0}}$=$\frac{G-F}{g{V}_{0}}$,
(3)液体的体积V液=Sh,
 液体的重力G液=m液g=ρ液V液g=ρ液Shg=$\frac{G-F}{{V}_{0}}$Sh,
 容器对桌面的压力F压=G液+G容+${F}_{浮}^{′}$=$\frac{G-F}{{V}_{0}}$Sh+G0+G-F,
 p=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{\frac{G-F}{{V}_{0}}Sh+{G}_{0}+G-F}{S}$=$\frac{(G-F)h}{{V}_{0}}+\frac{{G}_{0}+G-F}{S}$.
答:(1)物体浸没在液体中时受到的浮力为浮=G-F;
(2)筒内液体密度为$\frac{G-F}{g{V}_{0}}$;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压强为$\frac{(G-F)h}{{V}_{0}}+\frac{{G}_{0}+G-F}{S}$.

点评 此题是一道有关浮力知识的计算题,同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,能够通过图象确定物体的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键,(3)问中关键能分析出压力大小,这是此题的难点.

练习册系列答案
相关题目

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网