题目内容

【题目】底面积为5×10﹣3米2的薄壁圆柱形容器甲放在水平地面上如图(a)所示,容器内盛有0.2米深的水.体积为4×10﹣4米3均匀实心圆柱体乙放在底面积为1×10﹣2米2的正方形木块中央置于水平地面上如图(b)所示.求:

①甲容器中水的质量m水.

②水对甲容器底部的压强p水.

③将圆柱体乙浸没在甲容器的水中后(无水溢出),若水对甲容器底部压强的变化量与木块对地面压强的变化量相等,求圆柱体乙的密度ρ乙.

【答案】①甲容器中水的质量m水为1kg;

②水对甲容器底部的压强p水为1960Pa;

③圆柱体乙的密度ρ乙为2×103kg/m3 .

【解析】试题分析:①已知容器的底面积和水的深度,可求水的体积,根据公式m=ρV可求水的质量;

②已知水深h=0.2m,利用P=ρgh即可求出水对乙容器底部的压强.

③根据水对甲容器底部压强的变化量与木块对地面压强的变化量相等,列出等式求解.

解:①由ρ=可得,甲容器中水的质量mm水=ρ水V水=1×103kg/m3×5×10﹣3m2×0.2m=1kg;

②水对甲容器底部的压强p水=1×103kg/m3×9.8N/kg×0.2m=1960Pa;

③将圆柱体乙浸没在甲容器的水中后(无水溢出),

水对甲容器底部压强的变化量△p水=ρ水gh=ρ水g(\frac{{V}_{乙}}{{S}_{甲}})

木块对地面压强的变化量△p木===\frac{{ρ}_{乙}{V}_{乙}g}{{S}_{木}},

因为△p水=△p木所以ρ水g(\frac{{V}_{乙}}{{S}_{甲}})=,

即1.0×103kg/m3×=,

解得ρ乙=2×103kg/m3 .

答:①甲容器中水的质量m水为1kg;

②水对甲容器底部的压强p水为1960Pa;

③圆柱体乙的密度ρ乙为2×103kg/m3 .

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