题目内容

5.用细线拴着一个质量为0.2kg的实心小球,小球的密度为2.5×103kg/m3.把小球挂在弹簧秤上,弹簧秤挂在支架上,并将小球放到烧杯内,且与烧杯底部紧密接触.调节支架的高度.使弹簧秤的示数为1N,如图所示(g=10N/kg).下列说法正确的是(  )
A.若往烧杯内注水,在小球浸没前的过程中,弹簧的读数逐渐变小
B.若往烧杯内注水,在小球浸没,此时的弹簧秤的示数小于1N
C.若把烧杯内的水换成密度为1.5×103kg/m3的液体,且仍把小球浸没,弹簧秤的示数为1N
D.若把烧杯内的水换成密度为1.5×103kg/m3的液体,且仍把小球浸没,弹簧秤的示数为0.8N

分析 (1)本题目是一道综合性很强的题目,先求质量为0.2千克的实心小球的重力,计算小球放到烧杯内且与紧密接触时小球受到的支持力;然后分析小球浸没在水中时小球的受力情况,比较这时的浮力、支持力和重力的关系,才能得出测力计的示数;
(2)若把烧杯内的水换成另一种液体时,首先利用阿基米德原理求出浸没时小球受到的浮力,然后根据小球的受力情况可求弹簧秤的实数.

解答 解:(1)将小球放到烧杯内且与紧密接触时,
G=mg=0.2kg×10N/Kg=2N,
则烧杯对小球的支持力为N=G-F=2N-1N=1N,
当往烧杯内注水且把小球浸没时,
V排=V球=$\frac{m}{{ρ}_{球}}$=$\frac{0.2kg}{2.5×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=8×10-5m3;
小球受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103Kg/m3×10N/Kg×8×10-5m3=0.8N;
而这时因小球受到的浮力小于烧杯产生的支持力,所以烧杯还必须产生1N-0.8N=0.2N的支持力才能使小球静止,弹簧秤对小球的拉力不变,即示数F1为1N不变,故AB错误.
(2)若把小球浸没在另一种液体里时,根据阿基米德原理可得:
小球受到的浮力F浮2=ρ液gV排=1.5×103Kg/m3×10N/kg×8×10-5m3=1.2N>1N;
即小球受到的浮力大于烧杯产生的支持力,所以烧杯不再产生支持力,则小球受到的浮力、拉力和重力的作用,
根据物体受力平衡可得:
测力计示数为:F2=G-F浮2=2N-1.2N=0.8N;故C错误,D正确.
故选D.

点评 本题目综合考查物体的受力分析,重点考查关于浮力的计算,属于难度很大的题型;解答时注意弹簧秤只有在浮力大于支持力时,示数才会改变.

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