一底面积是100厘米2的柱形容器内盛有适量的水,现将含有石块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了6厘米.当水中冰块全部熔化后,相比熔化前水对容器底部的压强改变了55.28

问题描述:

一底面积是100厘米2的柱形容器内盛有适量的水,现将含有石块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了6厘米.当水中冰块全部熔化后,相比熔化前水对容器底部的压强改变了55.28帕.求石块的密度.

含有石块的冰块悬浮时,水位上升了△h=6cm=0.06m,
冰块和石块的总体积:
V=S×△h=100×10-4m2×0.06m=6×10-4m3
(m+m)g=F=GgS×△h=1000kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.06m=6N,
∴石块和冰的总质量:
(m+m)=

F
g
=
6N
10N/kg
=0.6kg,
冰熔化后,水位下降的高度:
h=
△p
ρg
=
55.28Pa
1000kg/m3×10N/kg
=5.528×10-3m,
冰熔化成水质量m不变,
∵ρ=
m
V

∴V=
m
ρ

m
ρ
-
m
ρ
=S×h
冰的质量:
m=S×h×
ρρ
ρρ
=100×10-4m2×5.528×10-3
1000kg/m3×900kg/m3
1000kg/m3−900kg/m3
=0.49752kg,
石块质量:
m=0.6kg-0.49752kg=0.10248kg,
石块体积:
V=V-V=V-
m
ρ
=6×10-4m3-
0.49752kg
900kg/m3
=4.72×10-5m3
石块的密度:
ρ=
m
V
=
0.10248kg
4.72×10−5m3
=2.17×103kg/m3
答:石块的密度为2.17×103kg/m3