一冰块内冰封一合金物体,将其放入盛有适量水,底面积为100cm2的烧杯内,正好悬浮在水中,此时烧杯内的水对烧杯底的压强增
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解题思路:冰块悬浮时,烧杯内的水对烧杯底的压强增加了460Pa,根据液体压强公式求出水位上升的高度,据此求出冰块和合金的总体积,根据悬浮条件求冰块和合金的总重、总质量;

根据液体压强公式求冰溶化后水位下降的高度,因为冰熔化后质量不变,冰的体积减去熔化成水的体积等于减小的体积,根据此等式求出冰的质量,从而求出合金的质量;

根据求得的冰的质量计算出冰的体积,又知道总体积,两者之差即为合金的体积,根据密度公式求出合金的密度.当冰完全熔化后,烧杯底对合金物体的支持力等于重力和浮力的合力.

冰块悬浮时,烧杯内的水对烧杯底的压强增加了460Pa,则水位上升的高度:△h=[p/ρg]=[460Pa

103kg/m3×10N/kg=0.046m;

冰块和合金的总体积:

V=S×△h=100×10-4m2×0.046m=4.6×10-4m3

(m合金+m)g=F=GgS×△h=1000kg/m3×10N/kg×0.01m2×0.046m=4.6N,

∴.合金和冰的总质量:

(m+m)=

F浮/g]=[4.6N/10N/kg]=0.46kg,

冰熔化后,水位下降的高度:

△h′=[△p′/ρg]=

44Pa

103kg/m3×10N/kg=4.4×10-3m,

冰熔化成水质量m不变,

∵V=

m

ρ冰,

m

ρ冰-

m

ρ水=S×△h′,

冰的质量:m=S×△h′×

ρρ冰

ρ−ρ冰=100×10-4m2×4.4×10-3

1000kg/m3×900kg/m3

1000kg/m3−900kg/m3=0.396kg,

合金质量:

m合金=0.46kg-0.396kg=0.064kg,

合金体积:

V合金=V-V=V-

m

ρ冰=4.6×10-4m3-

0.396kg

900kg/m3=0.2×10-4m3

合金的密度:

ρ=

m合金

v合金=

0.064kg

0.2×10−4m3=3.2×103kg/m3

合金的重力:G合金=m合金g=0.064kg×10N/kg=0.64N;

合金受到的浮力:F=ρgv=103kg/m3×10N/kg×0.2×10-4m3=0.2N;

当冰块全部融化后,合金沉入烧杯底,杯底对合金的支持力:F=G合金-F=0.64N-0.2N=0.44N.

故答案为:0.44.

点评:

本题考点: 力的合成与应用.

考点点评: 本题考查浮力、密度和压强的计算,关键是公式及其变形的应用以及单位换算,难点是求石块的质量和体积.