把體積爲500cm3、重爲4N的小球A放入盛水的容器中,球A靜止時水深40cm.求:(1)容器底受到水的壓強p...
問題詳情:
把體積爲500cm3、重爲4N的小球A放入盛水的容器中,球A靜止時水深40cm.
求:(1)容器底受到水的壓強p是多少?
(2)小球A的密度ρA是多少?
(3)小球A受到的浮力F浮是多少?
(4)若取出A球,把另一個體積爲600cm3、重爲4.8N的木球B用細線繫於容器底(如圖所示),則細線受到的拉力F是多少?
【回答】
【分析】(1)已知水的深度和密度,利用p=ρ水gh計算容器底受到水的壓強;
(2)利用G=mg求出小球的質量,再利用ρ=計算小球A的密度;
(3)比較小球和水的密度,根據物體浮沉條件判斷小球在水中的狀態,然後利用物體漂浮條件計算浮力大小;
(4)由圖知,木球B浸沒在水中,排開水的體積等於其自身體積,利用F浮=ρ水gV排求出木球所受浮力,然後對木球進行受力分析,利用力的合成計算拉力大小.
【解答】解:(1)容器底受到水的壓強:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4×103Pa;
(2)小球A的質量:
mA===0.4kg,
小球A的密度:
ρA===0.8×103kg/m3;
(3)因爲ρA<ρ水,所以小球A將上浮最終漂浮在水面上,
球A靜止時,其受到的浮力:F浮=GA=4N;
(4)木球B浸沒在水中,則V排=VB=600cm3=600×10﹣6m3,
木球B所受浮力:F浮B=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10﹣6m3=6N,
木球B受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力,
根據力的平衡條件可得:GB+F拉=F浮B,
則拉力:F拉=F浮B﹣GB=6N﹣4.8N=1.2N.
答:(1)容器底受到水的壓強P是4×103Pa;
(2)小球A的密度ρA是0.8×103kg/m3;
(3)小球A受到的浮力F浮是4N;
(4)細線受到的拉力F是1.2N.
【點評】此題是一道力學綜合題,考查液體壓強、密度、重力、浮力的計算,涉及到物體浮沉條件及其應用、力的合成與應用等,關鍵是通過比較小球和水的密度,根據物體浮沉條件判斷小球在水中的狀態.
知識點:物體的浮沉條件及應用
題型:計算題