足够高的薄壁圆柱形容器放在水平地面上.底面积为2×10

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足够高的薄壁圆柱形容器放在水平地面上.底面积为2×10

2024-03-13 22:53| 来源: 网络整理| 查看: 265

分析 (1)已知容器内水的质量,根据密度公式变形可得容器内水的体积;(2)利用液体压强公式求出容器中离水面0.1米深处的液体压强;(3)物块投入玻璃管的水中后,物块沉底,利用体积公式求出玻璃管中水面上升的高度,利用液体压强公式表示出管内的水对玻璃管底部压强的变化量△p1;物块投入后,玻璃管仍旧漂浮在水面上,则容器内的水对容器底部增大的压力等于物重,利用重力公式表示出容器内的水对容器底部压力的变化量,利用压强定义式表示出△p2;已知△p1=2△p2,据此建立方程求解.

解答 解:(1)由ρ=$\frac{m}{V}$可得,容器内水的体积:V水=$\frac{{m}_{水}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{0.4kg}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=4×10-4m3;(2)容器中离水面0.1米深处的液体压强:p水=ρ水gh水=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa;(3)设物块的体积为V物,其密度为ρ物,物块投入玻璃管的水中后,物块沉底,则玻璃管中水面上升的高度:△h=$\frac{{V}_{物}}{{S}_{管}}$;则管内的水对玻璃管底部压强的变化量为:△p1=ρ水g△h=ρ水g$\frac{{V}_{物}}{{S}_{管}}$;因为将一实心均匀物块浸没在玻璃管的水中后,玻璃管仍旧漂浮在水面上,所以,容器内的水对容器底部增大的压力:△F=G物=ρ物V物g,则容器内的水对容器底部压强的变化量:△p2=$\frac{△F}{{S}_{容}}$=$\frac{{ρ}_{物}{V}_{物}g}{{S}_{容}}$,已知△p1=2△p2,所以有:ρ水g$\frac{{V}_{物}}{{S}_{管}}$=2×$\frac{{ρ}_{物}{V}_{物}g}{{S}_{容}}$,整理可得:ρ物=$\frac{{S}_{容}}{2{S}_{管}}$•ρ水=$\frac{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}{2×4×1{0}^{-4}{m}^{2}}$×1.0×103kg/m3=2.5×103kg/m3.答:(1)容器内水的体积V水为4×10-4m3;(2)容器中离水面0.1米深处的液体压强p为980Pa;(3)物块的密度ρ物为2.5×103kg/m3.

点评 本题考查了密度公式、液体压强公式和压强定义式的综合运用,能够表示出两种情况下液体压强变化量是解答此题的关键,本题难度较大.



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