一道物理题,浮力有关(有图)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对容器底部的压强增

来源:学生作业帮助网 编辑:作业帮 时间:2024/03/28 19:06:51
一道物理题,浮力有关(有图)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对容器底部的压强增

一道物理题,浮力有关(有图)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对容器底部的压强增
一道物理题,浮力有关(有图)
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与甲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.
(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?

一道物理题,浮力有关(有图)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对容器底部的压强增
(1)设A的体积为V、容器的底面积为S,由于容器为圆柱形容器,在水中放入木块A后,A在水中漂浮,容器底受到的压力的变化值等于木块A的重力;而木块受到的浮力等于木块的重力,则压强变化值△P=GAS=ρ水gV排S=ρ水g35VS;同理,比较甲丙图,压强变化值△P′=GA+m1gS=ρ水gV′排S,知道△P、△P′的大小,可求丙图排开水的体积大小,进而求出木块A露出水面的部分占自身体积比值;
(2)在丙图中,由于m1和A漂浮,根据漂浮条件可得ρ水g45V=GA+m1g,求出m1的大小;在丁图中,由于m2和A漂浮,根据漂浮条件可得ρ液g45V=GA+m2g,求出m2的大小;由题知m1:m2=5:1,据此求出另一种液体的密度.  
(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35Vg=GA,
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=GAS=ρ水gV排S=ρ水g35VS=300Pa,----①
同理,比较甲丙图,△P′=GA+m1gS=ρ水gV′排S=400Pa,----②
①②得:
V排′=45V;
此时木块A露出水面的部分占自身体积15;
(2)在丙图中,由于m1和A漂浮,可得:
ρ水g45V=GA+m1g=ρ水g35V+m1g,
∴m1=ρ水15V,
在丁图中,ρ液g45V=GA+m2g=ρ水g35V+m2g,
∴m2=ρ液45V-ρ水35V,
∵m1:m2=5:1,
即:
(ρ水15V):(ρ液45V-ρ水35V)=5:1,
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15;
(2)另一种液体的密度为0.8×103kg/m3.