問題詳情:
在水平桌面上放置一個底面積爲100cm2,質量爲爲400g的圓筒,筒內裝有16cm深的某種液體.*簧測力計的下端掛着一個底面枳爲40cm2、高爲8cm的金屬柱,當金屬柱從液麪上方逐漸浸入液體中直到全部浸沒時.*簧測力計的示數F與金屬柱浸入液體深度h的關係如圖所示.(圓筒厚度忽略不計,筒內液體沒有溢出,g=lON/kg)
求:
(1)當金屬柱有一半的體積浸在液體中時,受到液體的浮力是多少?
(2)圓筒內所裝液體的密度是多少?
(3)當金屬柱有一半的體積浸在液體中時.圓筒對桌面的壓強是多少?
【回答】
解:(1)由圖象知,當h=0時,此時測力計的示數等於圓柱體的重力,所以G=10N;
當金屬柱有一半的體積浸在液體中時,即當h1=h=×8cm=4cm時的拉力F1=6N;
所以F浮1=G﹣F1=10N﹣6N=4N;
(2)當金屬柱有一半的體積浸在液體中時,物體排開液體的體積:
V排1=S物h1=40cm2×4cm=160cm3=1.6×10﹣4m3
由F浮=ρ液gV排得:
ρ液===2.5×103kg/m3;
(3)由ρ=得液體的質量:
m液=ρ液V液=2.5×103kg/m3×100×10﹣4m2×0.16m=4kg,
容器和液體的總重力:
G總=(m容器+m液)g=(0.4kg+4kg)×10N/kg=44N,
當圓柱體的一半浸入液體中時,對地面的壓力:
F=G總+F浮1=44N+4N=48N,
p===4.8×103Pa.
答:(1)當金屬柱有一半的體積浸在液體中時,受到液體的浮力是4N;
(2)圓筒內所裝液體的密度是2.5×103kg/m3;
(3)當金屬柱有一半的體積浸在液體中時.圓筒對桌面的壓強是4.8×103Pa.
知識點:物體的浮沉條件及應用
題型:計算題