分析 (1)运用液体压强公式p=ρgh,求出压强;
(2)计算出V排,即水面升高的体积;再根据阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排,可求浮力;
(3)明确桌面受到的压力是总重力,再根据p=$\frac{F}{S}$可求桌面受到的压强;
(4)根据液面变化情况,可分析容器底受到压强的变化;根据木块漂浮时的V露,可求出液面降低的高度,进而求出压强减小的值.
解答 解:
(1)水面由15cm上升到20cm,即原来深度h1=15cm=0.15m,后来深度为:h2=20cm=0.2m;
未放木块前,容器底受到的水的压强为:
p=ρgh1=1000kg/m3×10N/kg×0.15m=1500Pa;
(2)容器底面积为:S容=100cm2=0.01m2;
木块浸没在水中后,排开水的体积为:
V排=S容(h2-h1)=0.01m2×(0.1m-0.15m)=0.0005m3;
木块受到的浮力为:
F浮=G排=ρ液gV排=1000kg/m3×10N/kg×0.0005m3=5N;
(3)水的体积为:V水=S容h1=0.01m2×0.15m=0.0015m3;
水的质量为:m水=ρV水=1000kg/m3×0.0015m3=1.5kg;
水的重力为:G水=m水g=1.5kg×10N/kg=15N;
木块浸没水中后,容器对桌面的压力为:F=G容+G水+G木=5N+15N+3N=23N;
故容器对桌面的压强为:p桌=$\frac{F}{{S}_{容}}$=$\frac{23N}{0.01{m}^{2}}$=2300Pa;
(4)剪断绳子后,木块静止,处于漂浮状态,受到的浮力为:F浮′=G木=3N;
木块排开的体积为:V排′=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1000kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.0003m3;
V露=V木-V排′=V排-V排′=0.0005m3-0.0003m3=0.0002m3;
由于木块漂浮,液面下降,故液体对容器底的压强变小了;
水面降低的高度为:△h=$\frac{{V}_{露}}{{S}_{容}}$=$\frac{0.0002{m}^{3}}{0.01{m}^{2}}$=0.02m;
故液态压强减小的值为:△p=ρg△h=1000kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa;
答:(1)木块未放入水中时,容器底受到的水的压强为1500Pa;
(2)木块受到的浮力为5N;
(3)木块浸没水中后,容器对桌面的压强为2300Pa.
(4)剪断绳子后,木块静止时液体对容器底的压强减小了;减小了200Pa.
点评 熟练运用阿基米德原理F浮=G排=ρ液gV排和变形公式;熟练运用固体压强和液体压强公式;对物体的受力情况进行准确分析是解答此题的关键.
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科目:初中物理 来源: 题型:计算题
水桶容量 | 20L |
热水箱容量 | 1L |
额定电压 | 220V |
加热功率 | 440W |
甲 保温功率 | 40W |
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