【題目】水平桌面上放置底面積為200cm2的圓柱形容器,不計容器壁厚度,內(nèi)有12cm深的水,如圖甲。某同學(xué)用彈簧測力計懸掛一金屬圓柱體,從液面開始緩慢浸入水中,拉力F與圓柱體下表面到水面距離h的變化關(guān)系如圖乙所示。當(dāng)圓柱體下表面距液面為10cm時,剪斷系圓柱體的細線,圓柱體沉入容器底部,水未溢出,如圖丙所示。g10N/kg。求:

1)圓柱體浸沒在水中時所受到的浮力;

(2)圓柱體的體積;

(3)圓柱體沉入底部時,水對容器底部的壓強。

【答案】11N;(2100cm3;(31250Pa

【解析】

1).由圖乙可知,圓柱體未浸入水中時彈簧測力計讀數(shù)為3N,圓柱體浸沒在水中后彈簧測力計讀數(shù)為2N,由稱重法可得,圓柱體浸沒在水中時所受到的浮力:

F=F1-F2=3N-2N=1N;

2).由F=ρgV得到,圓柱體浸沒時排開水的體積:

V==1×10-4m3=100cm3,

因圓柱體浸沒在水中,則圓柱體體積:

V=V=100cm3;

3).圓柱體未浸入水中時水的體積:

V=Sh=200cm2×12cm=2400cm3

圓柱體沉入水底后,圓柱體與水的總體積:

V=V+V=2400cm3+100cm3=2500cm3,

則圓柱體沉底后水的深度為:

h′==12.5cm=0.125m

此時水對容器底部的壓強:

p=ρgh′=1×103kg/m3×10N/kg×0.125m=1250Pa。

答:(1).圓柱體浸沒在水中時所受到的浮力為1N;

2).圓柱體的體積為100cm3;

3).圓柱體沉入底部時,水對容器底部的壓強為1250Pa。

練習(xí)冊系列答案
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1水達到最深時對貯水箱底部的壓強;

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3浮子A的體積。

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D. 電流表A的示數(shù)變小,電壓表V2的示數(shù)變大

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C. 運動員在a、d兩點的動能相等

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