科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等物件制作了一个航标灯模型,如右图A所示.航标灯A总重4N,A底部与浮子B用细绳相连.当水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升,使航标灯A静
问题描述:
科技小组的同学用泡沫塑料和灯泡等物件制作了一个航标灯模型,如右图A所示.航标灯A总重4N,A底部与浮子B用细绳相连.当水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升,使航标灯A静止时浸入水中的深度始终保持为5cm,航标灯A排开水的质量为500g、浮子B重0.5N(不计绳重和绳与滑轮之间的摩擦).求:
(1)A底部受到水的压强是多大?
(2)航标灯静止时,浮子B的体积应为多大?(g取10N/kg,ρ水=1.0×103 kg/m3)
答
(1)A底部受到水的压强
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.05m=500Pa;
(2)A受到的浮力
F浮=G排=mg=0.5kg×10N/kg=5N;
A在重力、浮力和拉力作用下保持静止,则绳子对A的拉力为
F=F浮-GA=5N-4N=1N;
B受到绳子的拉力F′=F=1N;
浮子在重力、浮力和拉力作用下保持静止,则B受到的浮力为
F′浮=GB+F′=0.5N+1N=1.5N;
根据F浮=ρgV排可得
浮子体积V=
=F′浮 ρg
=1.5×10-4m3;1.5N 103kg/m3×10N/kg
答:(1)泡沫塑料A底部受到水的压强是500Pa;
(2)航标灯静止时,浮子B体积应为1.5×10-4m3.