问题详情:
如图*所示为*首艘国产航母001A下水时的情景.某中学物理兴趣小组的同学在实验室模拟航母下水前的一个过程,他们将一个质量为2kg的航母模型置于水平地面上的一个薄壁柱形容器底部,该柱形容器质量为6kg,底面积为0.03m2,高为0.4m,如图乙所示.现在向容器中加水,当加水深度为0.1m时,模型刚好离开容器底部,如图*所示.继续加水直到深度为0.38m,然后将一质量为0.9kg的舰载机模型轻放在航母模型上,静止后它们一起漂浮在水面.求:
(1)图*中水对容器底部的压强为多少帕?
(2)图*中航母模型浸入水中的体积为多少立方米?
(3)放上舰载机后整个装置静止时,相对于水深为0.38m时,容器对水平地面的压强增加了多少帕?
【回答】
【考点】89:液体的压强的计算;86:压强的大小及其计算;8O:阿基米德原理.
【分析】(1)利用p=ρgh求出对容器底部的压强;
(2)根据阿基米德原理求出排开的水的体积;
(3)根据放入舰载机后整个装置增加的重力和底面积,求出增加的压强.
【解答】解:(1)由题意可知,图*中水的深度h=0.1m,
则图*中水对容器底部的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;
(2)航母模型的重力:G航=m航g=2kg×10N/kg=20N;
由题知,模型刚好离开容器底部,即航母模型漂浮,
所以此时航母模型受到的浮力:F浮=G航=20N;
由阿基米德原理可知,航母排开水的体积:
V排===2.0×10﹣3m3;
(3)舰载机模型的重力:G舰载机=m舰载机g=0.9kg×10N/kg=9N;
放上舰载机后整个装置静止时,相对于水深为0.38m时,水平地面增加的压力:
△F=G舰载机=9N;
则容器对水平地面的压强增加量:
△p===300Pa.
答:(1)图*中水对容器底部的压强为1×103Pa;
(2)图*中航母模型浸入水中的体积为2.0×10﹣3m3;
(3)放上舰载机后整个装置静止时,相对于水深为0.38m时,容器对水平地面的压强增加了300Pa.
知识点:八年级下
题型:计算题