(2013•巴中)有一质地均匀的实心圆柱体,重5N,高10cm.将它挂在弹簧测力计下,然后竖直浸入到装有足够多水的容器中,当它刚好完全浸没时,弹簧测力计示数为3N,如图所示.g取10N/kg,求此时
(1)圆柱体所受到的浮力大小;
(2)圆柱体下表面所受到水的压强;
(3)圆柱体的密度.
解题思路:(1)弹簧测力计的示数加上圆柱体受到的水的浮力等于圆柱体重;据此求出圆柱体受的浮力.
(2)由图知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度为10cm,根据液体压强公式求此时圆柱体下表面受到的水的压强.
(3)上面求出了圆柱体重,利用重力公式求出圆柱体的质量;求出了球全浸入时受到的浮力,利用阿基米德原理求圆柱体的体积(排开水的体积),再利用密度公式求圆柱体的密度.
(1)G圆柱体=F浮+F拉,
F浮=5N-3N=2N;
(2)由图知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度:
h=10cm=0.1m,
圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa;
(3)圆柱体的质量:
m=[G/g]=[5N/10N/kg ]=0.5kg,
∵圆柱体全浸入时圆柱体受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=ρ水gV,
∴圆柱体的体积:
V排=V圆柱体=
F浮
ρ水g=
2N
1.0×103kg/m3×10N/kg =2×10-4m3,
∴ρ石=
m
V排=
0.5kg
2×10−4m3=2.5×103kg/m3.
答:(1)圆柱体受的浮力为2N;
(2)圆柱体下表面所受到水的压强为1000Pa;
(3)圆柱体的密度约为2.5×103kg/m3.
点评:
本题考点: 浮力大小的计算;密度的计算;液体的压强的计算.
考点点评: (1)用弹簧测力计采用称重法可以测出物体在液体中受到的浮力,根据浮力间接求出体积,这是利用弹簧测力计测密度的基本思路;
(2)探究浮力与计算密度相结合,属综合性题目,中考中经常出现,平时多培养综合处理物理问题的能力.
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