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12.水平桌面上放置一底面积为100cm2,重为6N的柱形容器,容器内装有20cm深的某液体.将一底面积为100cm2,高为4cm的物体A悬挂在弹簧测力计上,弹簧测力计示数为10N,让物体从液面上方逐渐浸入直到浸没在液体中(如图),弹簧测力计示数变为5.6N.(柱形容器的厚度忽略不计,筒内液体没有溢出,物体未接触容器底.g=10N/kg),求:
(1)筒内液体密度;
(2)刚刚浸没时,物体A下表面受到的压强;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压强.

分析 (1)已知物重和浸没液体时弹簧测力计的示数,利用称重法得到浮力;
(2)已知物体高度,可以知道刚浸没液体时下表面所在深度,利用p=ρgh得到此时下表面受到的压强;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压力等于容器和液体的总重加物体与拉力之差(即浮力),根据公式p=$\frac{F}{S}$计算出压强.

解答
(1)物体受到的浮力为F=G-F=10N-5.6N=4.4N,
因为浸没,所以V=V=Sh=100cm2×4cm=400cm3=4×10-4m3
由FgV
液体的密度为ρ=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{4.4N}{10N/kg×4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.1×103kg/m3
(2)物体刚刚浸没时,下表面距液面的深度为4cm,
下表面受到液体的压强为pgh=1.1×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m=440Pa;
(3)液体的体积V=100cm2×20cm=2000cm3=2×10-3m3
液体的重力G=mg=ρVg=1.1×103kg/m3×2×10-3m3×10N/kg=22N,
容器对桌面的压力F=(G+G容器+G)-F=(22N+6N+10N)-5.6N=32.4N,
受力面积:S=100cm2=10-2m2
容器对桌面的压强为p=$\frac{F}{S}$=$\frac{32.4N}{1{0}^{-2}{m}^{2}}$=3240Pa.
答:(1)筒内液体密度为1.1×103kg/m3
(2)刚刚浸没时,物体A下表面受到的压强为440Pa;
(3)物体浸没时,容器对桌面的压强为3240Pa.

点评 此题是一道有关浮力知识的计算题,同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,能够通过图象确定物体的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键,(3)问中关键能分析出压力大小,这是此题的难点.

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A.安全B.省油   C.减小行驶时的阻力    D.增大爬坡的牵引力
(4)小林通过测量获得轿车以不同速度行驶时对应的制动距离(即从操纵制动刹车到车停下来的距离),数据如表所示:
速度v/(km•h-1406080100120
制动距离s/m8185072
根据表中数据所反映的规律,当轿车速度为80km/h时对应的制动距离是32m.
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3.如图甲所示,用一拉力传感器(能感应力大小的装置)水平向右拉水平面上的重物,乙图为拉力随时间变化的关系图象,丙图为重物运动速度随时间变化的关系图象.根据图中所给信息可知:第4s时,重物所受摩擦力大小为5.5N,第6s时,重物所受摩擦力大小为5.1N,第8s时,重物所受摩擦力大小为5.1N.

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