题目内容

如图所示,弹簧称的上端固定,下端通过细线挂一质量为2kg的物体A,物体A的上、下表面都是边长为10cm的正方形,物体A的一部分浸入玻璃缸内的水中,玻璃缸放在水平的桌面上.弹簧称的示数为10N,玻璃缸和水的总质量为8kg,玻璃缸的底面积为0.04m2,g取10N/kg,试求:
(1)物体A所受浮力的大小;
(2)物体A排开水的体积;
(3)水对物体A的下表面的压强大小;
(4)桌面所受的压强大小.
分析:(1)已知物体的质量可求得其重力,再利用F浮=G-F拉可求得其浮力;
(2)根据求得的浮力,利用浮力公式变形可求得物体A排开水的体积;
(3)根据玻璃缸的底面积和物体A排开水的体积,可求得下表面距离水的深度h,然后利用p=ρgh求得水对物体A的下表面的压强.
(4)根据玻璃缸和水的总质量可求得其重力,此时桌面所受的压力就等于玻璃缸和水的总重力,再利用p=
F
S
可求得桌面所受的压强大小.
解答:解:(1)物体A的重力:
G=mg=2kg×10N/kg=20N,
物体A所受浮力:
F浮=G-F拉=20N-10N=10N;
(2)∵F浮=ρ水gV排,
∴V排=
F浮
ρ水g
=
10N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=1.0×10-3m3;
(3)h=
V排
S
=
1.0×10-3m3
0.04m2
=0.025m,
水对物体A的下表面的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.025m=250Pa;
(4)桌面所受的压力:
F=G总=m总g=8kg×10N/kg=80N,
桌面所受的压强:
p1=
F
S
=
80N
0.04m2
=2000Pa.
答:(1)物体A 所受浮力的大小为10N;
(2)物体A排开水的体积1.0×10-3m3;
(3)水对物体A的下表面的压强大小为250Pa;
(4)桌面所受的压强大小为2000Pa.
点评:本题考查重力、体积、浮力、液体压强的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道影响液体压强的因素是液体的密度和液体的深度,这个深度指的是距离液面的垂直高度.
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