问题详情:
在水平桌面上放置一个底面积为100cm2,质量为为400g的圆筒,筒内装有16cm深的某种液体.*簧测力计的下端挂着一个底面枳为40cm2、高为8cm的金属柱,当金属柱从液面上方逐渐浸入液体中直到全部浸没时.*簧测力计的示数F与金属柱浸入液体深度h的关系如图所示.(圆筒厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,g=lON/kg)
求:
(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,受到液体的浮力是多少?
(2)圆筒内所装液体的密度是多少?
(3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时.圆筒对桌面的压强是多少?
【回答】
解:(1)由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=10N;
当金属柱有一半的体积浸在液体中时,即当h1=h=×8cm=4cm时的拉力F1=6N;
所以F浮1=G﹣F1=10N﹣6N=4N;
(2)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,物体排开液体的体积:
V排1=S物h1=40cm2×4cm=160cm3=1.6×10﹣4m3
由F浮=ρ液gV排得:
ρ液===2.5×103kg/m3;
(3)由ρ=得液体的质量:
m液=ρ液V液=2.5×103kg/m3×100×10﹣4m2×0.16m=4kg,
容器和液体的总重力:
G总=(m容器+m液)g=(0.4kg+4kg)×10N/kg=44N,
当圆柱体的一半浸入液体中时,对地面的压力:
F=G总+F浮1=44N+4N=48N,
p===4.8×103Pa.
答:(1)当金属柱有一半的体积浸在液体中时,受到液体的浮力是4N;
(2)圆筒内所装液体的密度是2.5×103kg/m3;
(3)当金属柱有一半的体积浸在液体中时.圆筒对桌面的压强是4.8×103Pa.
知识点:物体的浮沉条件及应用
题型:计算题