【題目】一帶閥門的圓柱形容器,底面積是200cm2 , 裝有12cm深的水,正方體M邊長為10cm,重20N,用細(xì)繩懸掛放入水中,有的體積露出水面,如圖所示,試求:

(1)正方體M的密度
(2)
正方體M受到的浮力以及此時水對容器底部的壓強
(3)若從圖示狀態(tài)開始,通過閥門K緩慢放水,當(dāng)容器中水面下降了2cm時,細(xì)繩剛好被拉斷,則細(xì)繩能承受的最大拉力是多少?(g取10N/Kg,水的密度為1.0×103Kg/m3).

【答案】
(1)

【解答】(1)正方體M的質(zhì)量mM===2kg,

體積為VA=L3=(10cm)3=1000cm3=1×103m3

所以,密度ρA===2×103kg/m3

答:正方體M的密度為2×103kg/m3.


(2)

【解答】由于用細(xì)繩懸掛放入水中,有的體積露出水面,則:

V1=1=×1×=8×m3,

受到的浮力為:

F1=ρgV1=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×104m3=8N

設(shè)A放入水中后水深為h,則有Sh=Sh+V1,

h=h+=0.12m+=0.16m

此時水對容器底部的壓強:

p=ρgH=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1.6×103Pa

答:正方體M受到的浮力為8N;此時水對容器底部的壓強為1.6×103Pa.


(3)

【解答】原來石塊M浸入水中深度為h1=(1﹣)L=×10cm=8cm,

水面下降2cm時正方體M浸入水中深度為h2=h1﹣2cm=8cm﹣2cm=6cm,

則V2=h2L2=6cm×(10cm)2=600cm3=6×104m3

F2gV2=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×104m3=6N;

當(dāng)繩子剛被拉斷時有:Fm+F2=G,

所以細(xì)繩能承受的最大拉力Fmax=G﹣F′=20N﹣6N=14N.

答:當(dāng)容器中水面下降了2cm時,細(xì)繩剛好被拉斷,細(xì)繩能承受的最大拉力是14N.


【解析】(1)根據(jù)正方體M邊長為10cm,可求其體積大小,利用密度公式ρ=求密度.
(2)由于用細(xì)繩懸掛放入水中,有的體積露出水面,求出V , 利用FgV即可求出M受到的浮力;
(3)根據(jù)容器的底面積和水面下降2cm時正方體M浸入水中的體積,利用FgV即可求出此時M受到的浮力;由正方體重力和浮力即可求出細(xì)繩所能承受的最大拉力.
【考點精析】通過靈活運用力的合成與應(yīng)用和液體的壓強的計算,掌握如果已知幾個力的大小和方向,求合力的大小和方向稱為力的合成.(求合力時,一定要注意力的方向) 注意:同一直線上的兩個力,方向相同時,合力必大于其中的任何一個力.方向相反的兩個力,大小相等時,合力為0;大小不等時,合力一定小于較大的力,可能大于較小的力,也可能小于較小的力;液體內(nèi)部壓強的公式:p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強單位(Pa) 注意:h 指液體的深度,即某點到液面的距離即可以解答此題.

練習(xí)冊系列答案
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(1)ab間距離為30cm,光源每隔0.02s曝光一次,則乙球從位置a豎直下落到位置b,平均速度為_____m/s;

(2)從位置a下落到位置b處于平衡狀態(tài)的是_____球;

(3)運動中甲球受的阻力_____(選填“大于”“小于”或“等于”)乙球受的阻力.

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【題目】在研究浮力的大小時,小明將浮于水面的盆子向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多(如圖).針對這一現(xiàn)象,同學(xué)們經(jīng)過討論形成了下面四個問題.你認(rèn)為最有探究價值且易于探究的科學(xué)問題是( 。

A. 物體所受浮力大小與哪些因素有關(guān)

B. 物體所受浮力大小與排開水的多少有什么關(guān)系

C. 物體所受浮力大小與排開液體體積的多少有什么關(guān)系

D. 物體所受浮力大小與物體浸入水中的體積多少有什么關(guān)系

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(1)分析比較甲、乙兩圖,可以得出:物體通過小孔所成的像與______無關(guān).

(2)分析比較甲、丙兩圖,可以得出:通過小孔所成的像與_______有關(guān).

(3)通過實驗,可以看到燭焰和燈泡在塑料膜上成的都是________(正立倒立”)的實像,說明小孔成像的原理是____________

(4)若在甲圖中,蠟燭靠近圓孔,則塑料膜上的像會______________(變小”“不變變大”).

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