【題目】如圖所示,一長方體魚缸放在水平桌面上,其長寬高分別為60cm、30cm、40cm,魚缸內(nèi)裝有30cm深的水,魚缸的質(zhì)量為1.8kg.為更好掌握水溫,魚缸內(nèi)安裝了一吸盤式溫度計,質(zhì)量為10g,體積為20cm3,吸盤距水面10cm,其吸盤面積為2.5cm2.(ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)

求:

(1)魚缸對桌面的壓強;

(2)吸盤受到水的壓力;

(3)當吸盤脫落后,溫度計在水中靜止時受到的浮力.

【答案】(1)魚缸對桌面的壓強為3.1×103Pa;

(2)吸盤受到水的壓力為0.25N;

(3)當吸盤脫落后,溫度計在水中靜止時受到的浮力為0.1N

【解析】

試題分析:(1)魚缸的底面積:

S=ab=60cm×30cm=1800cm2=0.18m2,

魚缸內(nèi)水的體積:

V=Sh=0.18m2×30×10﹣2m=0.054m2,

由ρ=可得,水的質(zhì)量:

m=ρV=1.0×103kg/m3×0.054m2=54kg,

水和魚缸的總質(zhì)量:

m=m+m魚缸+m溫度計=54kg+1.8kg+10×10﹣3kg=55.81kg,

魚缸對桌面的壓力:

F=G=mg=55.81kg×10N/kg=558.1N,

魚缸對桌面的壓強:

p==3.1×103Pa;

(2)吸盤距水面的深度:

h′=10cm=0.1m,

吸盤受到水的壓強:

p′=ρgh′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa,

則吸盤受到水的壓力:

F′=p′S=1×103Pa×2.5×10﹣4m2=0.25N;

(3)當吸盤剛脫落時,溫度計受到的浮力:

F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×20×10﹣4m3=20N,

溫度計的重力:

G′=m溫度計g=10×10﹣3kg×10N/kg=0.1N,

因FG′,

所以,溫度計在水中靜止時處于漂浮狀態(tài),

則溫度計在水中靜止時,受到的浮力:

F′=G′=0.1N.

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