如图所示,在横截面积为100cm2的圆柱形容器(容器厚度不计)中装入适量的水,把弹簧测力计的物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是2.5N,水对容器底的压强增加100Pa,试求.(1)物体浸没在水中时水面上升的高度.(2)物体在水中所受的浮力.(3)物体的密度(g=10N/kg)

问题描述:

如图所示,在横截面积为100cm2的圆柱形容器(容器厚度不计)中装入适量的水,把弹簧测力计的物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是2.5N,水对容器底的压强增加100Pa,试求.(1)物体浸没在水中时水面上升的高度.(2)物体在水中所受的浮力.(3)物体的密度(g=10N/kg)

(1)∵p=ρgh,
∴物体浸没在水中后水面上升的高度:
△h=

△p
ρg
=
100Pa
1×103kg/m3×10N/kg
=0.01m=1cm;
(2)排开水的体积:
v=△h×s=0.01m×100×10-4m2=1×10-4m3
物体在水中受到的浮力:
Fvg=1×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=1N;
(3)如图,物体重:
G=F+F=1N+2.5N=3.5N,
v=v=1×10-4m3
∵G=mg=ρvg,
∴物体的密度:
ρ=
G
Vg
=
3.5N
1×10−4m3×10N/kg
=3.5×103kg/m3
答:(1)物体浸没在水中时水面上升的高度为1cm;
(2)物体在水中受到的浮力为1N;
(3)物体的密度为3.5×103kg/m3
答案解析:(1)知道水对容器底的压强增加值,利用液体压强公式求物体浸没在水中后水面上升的高度;
(2)利用v=sh求物体排开水的体积,再利用阿基米德原理求物体在水中受到的浮力;
(3)此时物体受到的浮力加上弹簧测力计的拉力等于物体重,据此求出物体重,再根据密度公式和重力公式求物体的密度.
考试点:密度的计算;液体压强计算公式的应用;浮力大小的计算.
知识点:本题考查了学生对密度公式、重力公式、液体压强公式、阿基米德原理的掌握和运用,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体进行受力分析,还要注意单位的换算