一个底面积为100cm2、高为10cm的圆柱形容器,装满水后对桌面的压强为1200Pa,现用一弹簧测力计悬挂一金属块,轻轻浸入水中.当金属块浸没水中且静止不动时,弹簧测力计示数为4.8N.将金
问题描述:
一个底面积为100cm2、高为10cm的圆柱形容器,装满水后对桌面的压强为1200Pa,现用一弹簧测力计悬挂一金属块,轻轻浸入水中.当金属块浸没水中且静止不动时,弹簧测力计示数为4.8N.将金属块缓慢取出后,容器对桌面压强为1140Pa.(取g=10N/kg)求:
(1)金属块浸没水中时,水对容器底的压强;
(2)金属块受到的浮力;
(3)金属块的密度.
答
(1)金属块浸没水中前,容器中水的深度:
h=10cm=0.1m,
水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;
(2)∵水平面上物体的压力和自身的重力相等,
∴金属块浸没时排开水的重力:
G排=F1-F2=p1s-p2s=(p1-p2)s=(2200Pa-2140Pa)×100×10-4m2=0.6N;
∴F浮=G排=0.6N;
(3)金属块的体积:
V=V排=
=F浮 ρg
=6×10-5m3;0.6N 1.0×103kg/m3×10N/kg
金属块的重力:
G=F浮+F′=0.6N+4.8N=5.4N;
金属块的密度:
ρ金=
=m V
=G Vg
=9×103kg/m3.5.4N 6×10−5m3×10N/kg
答:(1)金属块浸没水中前,水对容器底的压强为1×103Pa;
(2)金属块浸没水中受到的浮力为0.6N;
(3)金属块的密度为9×103kg/m3.