题目内容

【题目】如图,底面积为200cm2,重4N的薄壁圆柱形容器放在水平地面上,细绳上端固定,下端悬挂着不吸水正方体M,已知正方体M的边长为10cm、重20N,有的体积露出水面,此时水的深度为11cm。则细绳对物体的拉力是______ N,从图示状态开始,将容器中的水缓慢抽出,当水面下降了7cm时,细绳恰好断裂,立即停止抽水,不计细绳体积和质量,M最终静止后,水对容器底部的压强为________Pa。

【答案】12 700

【解析】

[1]物体M的底面积:

SM=L2=(10cm)2=100cm2=0.01m2,

物体M排开水的体积:

V排1=SMh浸1=100cm2×(1-)×10cm=800cm3=8×10-4m3,

此时正方体M受到的浮力:

F浮1=ρ水gV排1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N,

所以细绳的拉力:

F拉=G-F浮1=20N-8N=12N;

[2]正方体M的密度:

ρM==2×103kg/m3>ρ水,

细绳刚好被拉断时,容器内水的深度:

h2=h-Δh=11cm-7cm=4cm,

则此时物体M浸入水的深度

h浸2=h浸1-Δh=(1-)×10cm-7cm=1cm,

容器内剩余水的体积:

V水剩=S容h2-V排2=S容h2-SMh浸2=200cm2×4cm-100cm2×1cm=700cm3,

当物体M恰好浸没时,需要水的体积:

V水=(S容-SM)L=(200cm2-100cm2)×10cm=1000cm3>700cm3,

所以,细绳被拉断、M最终静止后,M没有浸没,则此时容器内水的深度:

h3==7cm=0.07m,

此时水对容器底部的压强:

p=ρ水gh3=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.07m=700Pa。

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