题目内容

【题目】如图所示,将一个底面积为30cm2,杯壁厚度可以忽略不计的溢水杯置于水平桌面上,倒入某种液体,直到液面离溢口的竖直距离为h1=1cm.此时液体深度为h2=6cm,液体对容器底部的压强为540Pa.再将长为9cm.密度为0.8×103kg/m3的圆柱形物体缓慢放入液体中(保持竖直状态),物体静止后,从杯中溢出33cm3的液体。求:

(1)溢水杯中液体的密度;

(2)物体静止后液体对容器底的压强;

(3)物体对容器底部的压力。

【答案】(1)0.9×103kg/m3;(2)630Pa;(3)0.081N。

【解析】

(1)由p=ρgh得到液体的密度:ρ液==0.9×103kg/m3;

(2)因为物体静止后,从杯中溢出液体,所以物体静止后容器中液体的深度为:h=h1+h2=1cm+6cm=7cm=0.07m,则液体对容器底的压强p′=ρ液gh=0.9×103kg/m3×10N/kg×7×10-2m=630Pa;

(3)由题可知,V排=Sh1+V溢=30cm2×1cm+33cm3=63cm3=6.3×10-5m3,而V排=S物(h1+h2),6.3×10-5m3=S物×0.07m,则S物=9×10﹣4m2,物体的体积:V物=S物h=9×10-4m2×0.09m=8.1×10-5m3,物体的质量:m物=ρ物V物=0.8×103kg/m3×8.1×10﹣5m3=0.0648kg,而F浮=ρ液V排g=0.9×103kg/m3×6.3×10-5m3×10N/kg=0.567N;G物=m物g=0.0648kg×10N/kg=0.648N;则压力F=G物-F浮=0.648N-0.567N=0.081N。

答:(1)溢水杯中液体的密度为0.9×103kg/m3;(2)物体静止后液体对容器底的压强为630Pa;(3)物体对容器底部的压力为0.081N。

练习册系列答案
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【题目】下表是小莉同学用如图所示装置分别测得水和盐水在不同深度时,压强计(U型管中是水)两液中的液面高度情况。

序号

液体

深度h(mm)

压强计

左液面(mm)

右液面(mm)

液面高度差(mm)

1

水

30

186

214

28

2

60

171

229

58

3

50

158

242

84

4

盐水

90

154

246

92

(1)实验前当压强计的金属盒在空气中时,U型管两边的液面应当相平,而小莉同学却观察到如图(a)所示的情景,出现这种情况的原因是:U型管左支管液面上方的气压_____大气压(填“大于”、“小于”或“等于”);调节的方法是:_____

A.将此时右边支管中高出的液体倒出 B.取下软管重新安装

(2)小莉做了如图(b)所示的检查。当用手指按压(不论轻压还是重压)橡皮膜时,发现U形管两边液柱的高度几乎不变化。出现这种情况的原因是漏气。

(3)分析表中序号为1、2、3三组数据可得到的结论是:同种液体的压强随深度的增加而_____。

(4)比较表中序号为3、4两组数据可得到的结论是:不同液体的压强还跟液体的_____有关。

通过学习,同学们知道了液体压强的特点,在此基础上,老师提出了这样的问题:有两只杯子,分别盛有清水和盐水,但没有标签,你能否用压强计将它们区分开?小莉将金属盆先后进入到两杯液体中,如图(c)和(d)所示。发现图(d)中U形管两边的液柱高度差距大,于是认为图(d)杯子中盛的是盐水。①你认为,小莉的结论是_____(填“可靠的”或“不可靠的”);②简要说明理由:_____。

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