题目内容

9.如图A所示,一个量筒放在1m2的水平桌面中央,量筒重2N,量筒与桌面的接触面积为50cm2,量筒内盛有重1N,深5cm的水.桌面上有重2.5N的实心长方体M.取g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3.求:
(1)如图A,水对量筒底部的压强;
(2)如图B,用细线吊着物体M,将一半体积浸入水中时细线对物体的拉力;
(3)如图B,剪断细线,水平静后量筒对桌面的压强.

分析 (1)图A根据容器内水的高度,利用液体压强公式求出水对量筒底部的压强;
(2)图B根据题意可知物体排开液体的体积,根据阿基米德原理求出物块受到浮力,则根据拉力为重力和浮力的差求解;
(3)剪断绳子后,量筒对桌面的压力等于水和量筒、长方体A的重力之和,根据压强公式求出容器对桌面的压强.

解答 解:(1)图A量筒内水的高度h=5cm=0.05m,
水对容器底部压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
(2)用绳子吊着物体A,将一半体积浸入水中时,
由AB图中量筒示数可知:V排=150ml-100ml=50ml=50cm3=5×10-5m3,
物体A受到浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×5×10-5m3=0.5N;
则拉力F=GA-F浮=2.5N-0.5N=2N;
(3)剪断绳子后,量筒对桌面的压力:
F=G筒+G水+GA=2N+1N+2.5N=5.5N,
量筒对桌面的压强:
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{5.5N}{50×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1100Pa.
答:(1)水对量筒底部的压强为500Pa;
(2)如图B,用细线吊着物体M,将一半体积浸入水中时细线对物体的拉力为2N;
(3)如图B,剪断细线,水平静后量筒对桌面的压强为1100Pa.

点评 本题考查了密度、压强、浮力的计算,关键是公式的灵活应用以及根据题意得出物体A排开水的体积、物体A浸没时水上升的高度.

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