更新时间:作者:小小条
践行者初中物理力学典题详解第590题
解析:1由题意可知:
①G杯=1N,

②S杯=200cm²=0.02m²,
③h水=17cm,
则:V水=S杯×h水
=200cm²×17cm=3400cm³,
m水=ρ水V水
=1g/cm³×3400cm³=3400g=3.4kg,
G水=m水g=3.4kg×10N/kg=34N,
G总=G杯+G水=1N+34N=35N,
F压=G总=35N,
p=F压/S杯=35N/0.02m²=1750Pa;
2求F
2.1由题意可知:
①h溢=20cm,②SA=100cm²,
③hA=10cm,④GA=20N,⑤G水=34N,
⑥G溢=3.5N,⑦Δh1=0.5cm,⑧h降=2cm,
⑨A吸水,但不会析出水,
⑩不考虑细线伸长、水的蒸发和A体积变化,且全程无水溢出;
2.2当升降台缓慢上升,至圆柱体刚好浸没时:
①h浸=hA=10cm,
②容器内的水重力变为G水'=G水-G溢
=34N-3.5N=30.5N;
2.3静置一段时间后,水面下降0.5cm并保持不变,这是什么意思呢?
如果圆柱体A不吸水,则水面不下降,
但如果圆柱体吸水,则水面下降,
直至吸足水,且不会析出水后,
水面才能不升不降,即保持不变;
当Δh1=0.5cm时,
容器中水减小的水量(或体积)
ΔV水1=(S容-SA)×Δh1
=(200-100)cm²×0.5cm
=50cm³,
则:Δm水=ρ水ΔV水1
=1g/cm³×50cm³=50g=0.05kg,
ΔG水=Δm水g=0.5N
则A增加的重力ΔGA=0.5N,
则吸水后A的重力变为GA'=GA+ΔGA
=20N+0.5N=20.5N,
④A吸水后,体积不变,所以A底面距离容器底部的距离h3=10cm不变;
3当升降台降低2cm,即h降=2cm时,
①水面下降的高度Δh2=SA×h降/(S容-SA)
=100cm²×2cm/(200-100)cm²=2cm,
②A上升的高度h升=h降=2cm,
则水相对于A降低的高度
Δh3=Δh2+h升=2cm+2cm=4cm,
则此时A浸在水中的深度
h浸'=hA-Δh1-Δh3
=10cm-0.5cm-4cm=5.5cm,
则:V排=SAh浸=100cm²×5.5cm
=550cm³=5.5×10⁻⁴m³,
F浮=ρ水gV排
=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5.5×10⁻⁴m³
=5.5N,
③对圆柱体进行受力分析,可知它在竖直方向共受到以下三个力:
①方向竖直向下,重力GA'=20.5N,
②方向竖直向上,浮力F浮=5.5N,
③方向竖直向上,拉力F,其大小即为力传感器的示数,
由平衡条件可知:F=GA'-F浮=20.5N-5.5N=15N。
综上,答案为:1750Pa、15N。
小结:此题偏难,难在两点:一是A会吸水,但不析水,而且吸水后的体积不变;二是当升降台下降时,没有强调“缓慢”下降,所以水与A有一个相向运动的过程,此点对于许多同学来说,难以理解。
版权声明:本文转载于今日头条,版权归作者所有,如果侵权,请联系本站编辑删除