题目内容
圆柱形容器A盛有3.0kg的水,水的深度为30cm,静止放置在水平桌面上,如图1所示.质量可以忽略的轻质密闭塑料瓶B,装有500g液体C,下端为圆柱形,将其放入容器A内时,竖直漂浮于水面上,如图2所示.(g取10N/kg)
(1)图1中水对容器A底部的压强大小为______Pa.
(2)由图2可判断液体C的密度______水的密度.(填“大于”、“小于”或“等于”).
(3)若倒置塑料瓶B且让其竖直漂浮在容器A内,则此时C液体的液面到水平桌面的距离______图2中C液体的液面到水平桌面的距离.(填“大于”、“小于”或“等于”).
(4)列式求出图2中水对容器A地面的压强.
解:(1)水对容器A底部的压强P1=ρ水gh=1000kg/m3×10N/kg×0.3m=3000Pa;
(2)塑料瓶B在水中漂浮,所以F浮=ρ水gV排=GC=ρCgVC,又因为V排<VC,所以液体C的密度小于水的密度;
(3)前后塑料瓶B受到的浮力不变,排开水的体积也不变,所以C液体的液面到水平桌面的距离也不变;
故答案为:3000;小于;等于.
(4)容器A中水的体积V=
=
=0.003m3;
容器A的底面积S=
=
=0.01m2;
水对容器A底面的压力F=G=mg=(3+0.5)kg×10N/kg=35N;
水对容器A底面的压强P=
=
=3500Pa.
答:图2中水对容器A地面的压强为3500Pa.
分析:(1)已知水的深度,根据公式P=ρgh可求水对容器A底部的压强;
(2)塑料瓶B在水中漂浮,根据物体的沉浮条件可知,浮力等于重力,由图可知液体C的体积大于排开的水的体积,可判断液体密度与水的密度的大小关系;
(3)塑料瓶B始终漂浮,浮力等于自身的重力;根据阿基米德原理可知,塑料瓶B排开水的体积不变.
(4)根据密度公式先求水的体积,进一步求出容器A的底面积,水对容器A底面的压力等于水和液体的重力之和;最后利用公式P=
可求水对容器A底面的压强.
点评:本题考查液体压强、体积、压力、压强等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道物体漂浮时浮力等于重力,物体密度小于液体的密度;解题过程中要注意单位的换算.
(2)塑料瓶B在水中漂浮,所以F浮=ρ水gV排=GC=ρCgVC,又因为V排<VC,所以液体C的密度小于水的密度;
(3)前后塑料瓶B受到的浮力不变,排开水的体积也不变,所以C液体的液面到水平桌面的距离也不变;
故答案为:3000;小于;等于.
(4)容器A中水的体积V=
容器A的底面积S=
水对容器A底面的压力F=G=mg=(3+0.5)kg×10N/kg=35N;
水对容器A底面的压强P=
答:图2中水对容器A地面的压强为3500Pa.
分析:(1)已知水的深度,根据公式P=ρgh可求水对容器A底部的压强;
(2)塑料瓶B在水中漂浮,根据物体的沉浮条件可知,浮力等于重力,由图可知液体C的体积大于排开的水的体积,可判断液体密度与水的密度的大小关系;
(3)塑料瓶B始终漂浮,浮力等于自身的重力;根据阿基米德原理可知,塑料瓶B排开水的体积不变.
(4)根据密度公式先求水的体积,进一步求出容器A的底面积,水对容器A底面的压力等于水和液体的重力之和;最后利用公式P=
点评:本题考查液体压强、体积、压力、压强等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道物体漂浮时浮力等于重力,物体密度小于液体的密度;解题过程中要注意单位的换算.
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