水平地面上有一个质量为1千克、底面积为1×10-2米2的薄壁圆柱形容器,容器内盛有质量为4千克的水.①求水的体积V.②求容器对地面的压强p.③现将一物块浸没在水中,水未溢出,若容器对地面压强的增加量等于水对容器底部压强的增加量,则该物块的密度为 ___ 千克/米3.

问题描述:

水平地面上有一个质量为1千克、底面积为1×10-22的薄壁圆柱形容器,容器内盛有质量为4千克的水.
①求水的体积V.
②求容器对地面的压强p.
③现将一物块浸没在水中,水未溢出,若容器对地面压强的增加量等于水对容器底部压强的增加量,则该物块的密度为 ___ 千克/米3


①V=

m
ρ
=
4kg
1.0×103kg/m3
=4×10-3m3
②容器对地面的压力:
F=G=mg=(1kg+4kg)×9.8N/kg=49N,
容器对地面的压强:
P=
F
S
=
49N
1×10-2m2
=4900Pa;
③设物体的质量为m,
则容器对地面压强的增加量:
△P1=
△F
S
=
mg
S

水对容器底部压强的增加量:
△P2△hg=ρ
V
S
g,
由题知,△p1=△P2
即:
mg
S
V
S
g,
∴物体的密度:
ρ=
m
V
=1.0×103kg/m3
答:①水的体积为4×10-3m3
②容器对地面的压强为4900Pa;
③该物块的密度为1.0×103kg/m3
答案解析:①知道水的质量和水的密度,利用密度公式ρ=
m
V
求水的体积;
②求出水和容器的总重,容器对地面的压力等于水和容器的总重,知道受力面积,利用压强公式p=
F
S
求容器对地面的压强;
③设物体的质量为m,则容器对地面压强的增加量△p1=
△F
S
=
mg
S
,水对容器底部压强的增加量△p2△hg=ρ
V
S
g,根据△p1=△p2求得物体的密度.
考试点:压强的大小及其计算;密度的计算;密度公式的应用.
知识点:本题考查了学生对密度公式、液体压强公式、压强定义式的掌握和运用,难点在第三问,求出容器对地面压强的增加量和水对容器底部压强的增加量,利用好等量关系是突破点.