【題目】學(xué)習(xí)浮力、壓強知識后,小明回家做了如下操作:將裝有適量水的薄壁圓柱形容器(底面積為60cm2,高度為30cm)放在水平桌面上。用一根細(xì)繩吊著一實心、均勻、硬質(zhì)工件AB(不吸水)浸入水中。工件重為12N,A、B部分均為圓柱形,A、B部分的高度均為10cm,A部分的橫截面積為40cm2,B部分的橫截面積為20cm2,如圖,當(dāng)A部分有6cm浸入水中時,容器中的水的深度為20cm。求:

(1)此時水對容器底部的壓強?

(2)該工件的密度為多少g/cm3?

(3)小明用細(xì)線吊著工件從如圖位置緩慢豎直向下移動。當(dāng)細(xì)線的拉力為7.6N時,工件向下移動的距離為多少cm?

【答案】12×103Pa;(22g/cm3;(32.7cm

【解析】

(1)利用p=ρgh計算水對容器底部的壓強;

(2)求出AB工件的體積,利用求出該工件的密度;

(3)當(dāng)細(xì)線的拉力為7.6N時,根據(jù)稱重法求出浮力,利用阿基米德原理求出工件浸沒水中的體積;求出工件浸沒在水中的深度h′;求出容器中水面的高度,最后根據(jù)A的底部與容器底的距離變化得出工件向下移動的距離。

(1)水的深度為20cm,則水對容器底部的壓強:

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa;

(2)A部分的體積:VA=SAh=40cm2×10cm=400cm3=4×10-4m3,

B部分的體積:VB=SBh=20cm2×10cm=200cm3=2×10-4m3

則該工件的體積:V=VA+VB=4×10-4m3+2×10-4m3=6×10-4m3,

該工件的密度;;

(3)當(dāng)細(xì)線的拉力為7.6N時,工件所受的浮力:F=G-F=12N-7.6N=4.4N;

根據(jù)FgV可得工件排開水的體積:

,

說明A浸沒在水中,B只有部分浸入水中,則此時該工件浸入水中的深度為:

設(shè)工件下降后水的深度為h′,由于容器中水的體積不變,則:

即:60cm2×h′-440cm3=60cm2×20cm-40cm2×6cm,

解得:h′≈23.3cm;

原來工件下表面距容器底的高度:h1=20cm-6cm=14cm,

當(dāng)細(xì)線的拉力為7.6N時,工件下表面距容器底的高度:h2=23.3cm-12cm=11.3cm,

則工件下降的距離:d=h1-h2=14cm-11.3cm=2.7cm。

練習(xí)冊系列答案
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(3)如圖丙-1是起保險作用的空氣開關(guān),它是為防止由于短路或__________ 而使家庭電路中電流過大導(dǎo)致的危險;圖丙-2是漏電保護(hù)器,它__________(填“能”或“不能”)防止站在絕緣凳上的人同時接觸火線和零線(雙線觸電)而觸電。

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(2)在學(xué)完凸透鏡成像規(guī)律后,君君選擇一塊焦距未知的凸透鏡,對凸透鏡成像特點作了進(jìn)一步探究,為了測量凸透鏡焦距,他讓一束平行光正對射向該透鏡,調(diào)節(jié)光屏位置直到在屏上得一個最小最亮的光斑。圖丙是調(diào)節(jié)完成的狀態(tài),該透鏡焦距___cm;然后按如圖丁,將蠟燭在光具座上A處,可在B處的光屏上看到清晰的、倒立的、_______(選填“放大”、“等大”或“縮小”)實像。隨著實驗的進(jìn)行,蠟燭由于燃燒變短,為了使像呈現(xiàn)在光屏中央,可以將凸透鏡向_____(選填“上”或“下”)移動。

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【題目】用天平和量筒測不規(guī)則物體的密度,在調(diào)節(jié)天平時發(fā)現(xiàn)指針如圖甲所示,偏向分度盤的左側(cè),此時應(yīng)將平衡螺母向______調(diào)節(jié)。用天平稱量物體的質(zhì)量時,右盤中的砝碼和游碼在標(biāo)尺上的位置如圖乙所示,則物體的質(zhì)量為_______g;用量筒量出物體的體積如圖丙所示,則物體的體積為_____cm3。由此可知,該物體的密度為_____g/cm3。

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(3)某次實驗中,蠟燭、凸透鏡和光屏的位置如圖乙所示,光屏上恰好能接收到清晰的像,這個像是倒立、______的實像,人們利用這個成像原理制成了____.如果讓光屏上的像更小一些,除了移動光屏外,還應(yīng)將蠟燭向______(選填“左”或“右”)移動,才能接收到清晰的像.如果再將近視眼鏡放在凸透鏡和蠟燭之間,光屏上的像又變得模糊了,為了使光屏上的像變得清晰,他應(yīng)將光屏向_____(選填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)透鏡方向移動.

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