Question

【題目】某同學(xué)將一兩端開口的均勻玻璃管,用質(zhì)量不計(jì)的塑料片附在下端,然后用外力F將玻璃管豎直插在水下25cm處,保持平衡,已知塑料片的橫截面積和玻璃管的橫截面積均為10cm2,且塑料片和玻璃管的厚度不計(jì)，玻璃管所受重力為0.5N。求:

(1) 水對(duì)塑料片產(chǎn)生的壓強(qiáng)和壓力；

(2) 該同學(xué)為測(cè)量某種液體的密度,先保持玻璃管在水中的位置不變,然后向玻璃管內(nèi)緩慢地倒入該液體,當(dāng)?shù)谷肷疃冗_(dá)到20cm時(shí),發(fā)現(xiàn)塑料片剛好下落,那么該液體的密度為多少?

Answer 1

【答案】（1）2.5N（2）1.25×103kg/m3

【解析】水對(duì)塑料片的向上壓強(qiáng)：p=ρ液gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa，

所以水對(duì)塑料片的壓力：F水=pS=2500Pa×1×10﹣3m2=2.5N

倒入液體對(duì)塑料片向下的壓強(qiáng)p0=ρgh0，

塑料片的截面積為S，則塑料片受倒入液體向下的壓力為F0=p0S=ρ液gh0S；

水對(duì)塑料片產(chǎn)生的向上的壓力F水=2.5N；

由于塑料片剛好下落，則塑料片受力為平衡力，即F0=F=2.5N

所以ρ液gh0S=2.5N

解得ρ液=1.25×103kg/m3