分析 (1)知道金属块的质量可求其重力,又知道金属块浸没在液体中时弹簧测力计的示数,根据F浮=G-F′求出受到的浮力;
(2)金属块浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出液体的密度;
(3)根据V=Sh求出放入金属块后液体深度的变化量,根据p=ρgh求出液体对容器底增大的压强;
(4)根据G=mg求出容器的重力,根据V=Sh求出液体的体积,根据m=ρV求出液体的质量,根据G=mg求出液体的重力;放入金属块后,把液体和金属块、容器看做整体,受到竖直向下液体、金属、容器的重力,竖直向上的支持力和弹簧测力计的拉力,根据力的平衡条件求出支持力的大小即为对桌面的压力,根据p=$\frac{F}{S}$求出容器对桌面的压强.
解答 解:(1)金属块的重力:
G金=m金g=2kg×10N/kg=20N,
金属块受到的浮力:
F浮=G金-F′=20N-18N=2N;
(2)因金属块浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,由F浮=ρgV排可得,液体的密度:
ρ液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{{F}_{浮}}{gV}$=$\frac{2N}{10N/kg×2.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×103kg/m3;
(3)由V=Sh可得,放入金属块后液体深度的变化量:
△h=$\frac{V}{S}$=$\frac{2.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}{250×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=0.01m,
液体对容器底增大的压强:
p=ρ液gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.01m=80Pa;
(4)容器的重力:
G容=m容g=0.5kg×10N/kg=5N,
容器内液体的体积:
V液=Sh液=250cm2×10cm=2500cm3=2.5×10-3m3,
由ρ=$\frac{m}{V}$可得,容器中液体的质量:
m液=ρ液V液=0.8×103kg/m3×2.5×10-3m3=2kg,
液体的重力:
m液=m液g=2kg×10N/kg=20N,
放入金属块后,把液体和金属块、容器看做整体,
受到竖直向下液体、金属、容器的重力,竖直向上的支持力和弹簧测力计的拉力,
由力的平衡条件可得,G金+G液+G容=F支持+F′,
则受到的支持力:
F支持=G金+G液+G容-F′=G液+G容+F浮=20N+5N+2N=27N,
因容器受到的支持力和容器对水平桌面的压力是一对相互作用力,
所以,F压=F支持=27N,
则容器对桌面的压强:
p′=$\frac{{F}_{压}}{S}$=$\frac{27N}{250×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1080Pa.
答:(1)金属块受到的浮力为2N;
(2)液体密度为0.8×103kg/m3;
(3)放入金属块后,液体对容器底增大的压强为80Pa;
(4)放入金属块后,容器对桌面的压强为1080Pa.
点评 本题考查了称重法求浮力、阿基米德原理、液体压强公式、固体压强公式、重力公式和密度公式的综合应用,正确的受力分析得出容器对桌面的压力是关键,要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等.
科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 探测器在AB、BC、CD三个阶段,所受浮力的大小关系是F浮AB<F浮BC<F浮CD | |
B. | 探测器在AB阶段是上浮,BC阶段悬浮,CD阶段下沉 | |
C. | 探测器在第3h、第5h和第8h的三个时刻,所受压力的大小关系是F5h>F3h>F8h | |
D. | 探测器在下潜的最深处处于悬浮状态,受到重力、浮力和海水对探测器的压力 |
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:填空题
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科目:初中物理 来源: 题型:选择题
A. | 5.2 V | B. | 2.5 V | C. | 2.7 V | D. | 3.5V |
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科目:初中物理 来源: 题型:解答题
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