問題詳情:
如圖所示,在容器底部固定乙輕質*簧,*簧上端連有一邊長爲0.1m的正方體物塊A,當容器中水的深度爲20cm時,物塊A有的體積露出水面,此時*簧恰好處於自然伸長狀態(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg).求:
(1)物塊A受到的浮力;
(2)物塊A的密度;
(3)往容器緩慢加水,至物塊A剛好浸沒水中,立即停止加水,*簧伸長了3cm,此時*簧對木塊A的作用力F.
【回答】
(1)4N;(2)0.4×103kg/m3;(3)6N
【解析】
(1)物塊A體積爲:
V=(0.1m)3=0.001m3,
則
V排=V-V露=V-V=V=×0.001m3=4×10-4m3,
物體A受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N;
(2)*簧恰好處於自然狀態時沒有發生形變,即
F浮=G,
根據F浮=ρ水gV排;G =mg;m=ρ物V,可得物體A的密度:
ρ物=ρ水=×1×103kg/m3=0.4×103kg/m3;
(3)物塊A剛好完全浸沒水中,則F=F浮-G
根據F浮=ρ水gV排;G =mg;m=ρ物V,可得*簧的*力:
F=(ρ水-ρ物)gV=(1.0×103kg/m3-0.4×103kg/m3)×10N/kg×10-3m3=6N;
答:(1)物塊A受到的浮力爲4N;
(2)物塊A的密度爲0.4×103kg/m3;
(3)*簧對木塊A的作用力F爲6N.
知識點:阿基米德原理
題型:計算題