如图所示,甲圆柱形容器中装有适量的水.将密度均匀的木块A放入水中静止时,有2/5的体积露出水面,如图乙所示,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了300Pa.若在木
如图所示,甲圆柱形容器中装有适量的水.将密度均匀的木块A放入水中静止时,有2/5的体积露出水面,如图乙所示,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了300Pa.若在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块,平衡时木块A仍有部分体积露出水面,如图丙所示,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了400Pa.若将容器中的水换成另一种液体,在木块A上表面轻放一个质量为m2的物块,使平衡时木块A露出液面部分与丙图相同,如图丁所示.若m1:m2=5:1,ρ水=1.0×103kg/m3.
(1)在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块平衡时,如图丙所示,木块A露出水面的部分占自身体积的多少?
(2)另一种液体的密度为多少kg/m3?
(1)设A的体积为V、容器的底面积为S,
∵A在水中漂浮,
∴F浮=ρ水V排g=ρ水
Vg=GA,3 5
甲图和乙图比较,容器底受到的压力差:
△F=GA,
比较甲乙两图,△P=
=GA S
=
ρ水gV排
S
=300Pa,----①
ρ水g
V3 5 S
同理,比较甲丙图,△P′=
=
GA+m1g S
=400Pa,----②
ρ水gV′排
S
得:① ②
V排′=
V;4 5
此时木块A露出水面的部分占自身体积
;1 5
(2)在丙图中,由于m1和A漂浮,可得:
ρ水g
V=GA+m1g=ρ水g4 5
V+m1g,3 5
∴m1=ρ水
V,1 5
在丁图中,ρ液g
V=GA+m2g=ρ水g4 5
V+m2g,3 5
∴m2=ρ液
V-ρ水4 5
V,3 5
∵m1:m2=5:1,
即:
(ρ水
V):(ρ液1 5
V-ρ水4 5
V)=5:1,3 5
解得:
ρ液=0.8ρ水=0.8×1.0×103kg/m3=0.8×103kg/m3.
答:(1)木块A露出水面的部分占自身体积的
;1 5
(2)另一种液体的密度为0.8×103kg/m3.