题目内容
【题目】如图所示已知物体A质量为8kg,边长为10 cm, A与水平台间的最大静摩擦力为20 N,在A的两侧通过滑轮分别挂上圆柱体重物B、C,且C的一部分浸人水中GB=40 N,Gc=100 N,C的横截面积为80 cm2,长度足够,水够深。当物体A不移动时,求C浸入水中深度的变化范围(g取10 N/kg)。 求:
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(1)物体A的密度
(2)物体A对水平台的压强
(3)则当物体A不受摩擦力作用时,C受到的水的浮力是多少?
(4)当物体A不移动时,求C浸入水中深度的变化范围
【答案】(1)8×103kg/m3 (2)8×103Pa (3)60N (4)0.5m~1m。
【解析】(1)物体A的体积:V=(0.1m)3=1×10-3m3,
物体A的密度:
;
(2)物体A对水平台的压强:
;
(3)当物体A不受摩擦力作用时,物体C受到的拉力:FC=GB=40N,
C受到的水的浮力:F浮=GC-FC=100N-40N=60N;
(4)当物体A受到最大摩擦力向左时,物体C受到的浮力最小,
物体C受到的拉力FC1=GB+f=40N+20N=60N,
F浮1=GC-FC1=100N-60N=40N,
由F浮=ρ水V排g=ρ水SCh1g,
40N=1×103kg/m3×80×10-4m-2h1×10N/kg,
h1=0.5m,
当物体A受到最大摩擦力向右时,物体C受到的浮力最大,
物体C受到的拉力FC2=GB-f=40N-20N=20N,
F浮2=GC-FC2=100N-20N=80N,
由F浮=ρ水V排gρ水SCh2g,
80N=1×103kg/m3×80×10-4m-2h2×10N/kg,
h2=1m.
物体C浸入水中的深度变化范围是0.5m~1m.
答:(1)物体A的密度为8×103kg/m3;
(2)物体A对水平台的压强为8×103Pa;
(3)则当物体A不受摩擦力作用时,C受到的水的浮力是60N;
(4)当物体A不移动时,C浸入水中深度的变化范围是0.5m~1m.