Question

如圖14所示，一個(gè)質(zhì)量為500g，面積100cm2，高為15cm的圓柱體容器（容器壁的厚度忽略不計(jì)）放在水平桌面的中央，容器中裝有1000cm3水，將一個(gè)重4N，高為10cm的實(shí)心長方體A掛在彈簧測力計(jì)上，然后豎直浸入水中，當(dāng)物體A剛好浸沒在水中時(shí)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為3N，（g取10N/kg）

（1）求物體A受到的浮力；

（2）求物體A的密度；

（3）當(dāng)物體A剛好浸沒在水中時(shí)，容器對水平桌面的壓強(qiáng)；

 

Answer 1

解：解：（1）物體A受到的浮力：

F浮=G﹣F′=4N﹣3N=1N；（2分）

（2）∵物體完全浸沒，

∴物體的體積：

V=V排===10﹣4m3=100cm3，

物體A的密度：

ρ====4×103kg/m3；（3分）

（3）未放物體時(shí)，容器內(nèi)水的深度：

h1===10cm，

物體A浸沒時(shí)，水上升的高度：

h2===1cm

此時(shí)容器內(nèi)水的深度：

h=h1+h2=10cm+1cm=11cm＜15cm，故水未溢出；

以容器、水以及物體作為整體研究，受力平衡，桌面受到的壓力大小為F總=F浮+G容器+G水容器內(nèi)水的重力：

G水=m水g=ρ水Vg=1.0×103kg/m3×1000×10﹣6m3×10N/kg=10N，

容器的重力：G容=m容g=0.5kg×10N/kg=5N，

所以物塊浸沒水中后，容器對桌面的壓強(qiáng)：

p====1600Pa；（4分）

答：（1）物體A受到的浮力為1N；

（2）物體A的密度為3×103kg/m3；

（3）當(dāng)物體A剛好浸沒在水中時(shí)，容器對水平桌面的壓強(qiáng)為1600Pa