如图所示,在底面积为S的薄壁柱形容器中装有质量为m的浓盐水。在盐水上漂浮着一个质量可以忽略不计的小烧杯,其中装有质量为m的纯水。求:
(1)此时盐水对容器底部的压强;
(2)若从烧杯中取出一半的水倒入容器中后容器中盐水液面会_________(选填“上升”或“下降”),若液面改了h,那么把烧杯中所有的水都倒入容器中后液面会再改变多少?
解析:
(1)盐水对容器底部的压力和压强分别是:
F=G=(m+m)g=2mg
p=
F
=
2mg
S
(2)倒出一半的纯水,烧杯排开盐水的体积减少:
V排=
F浮
mg
m
ρ盐水g
2ρ盐水g
2ρ盐水
盐水中的液体体积增加量为:
V水=
2ρ水
由于ρ盐水>ρ水,所以V排显然,其体积改变量为: m-m=Sh2ρ水2ρ盐水故h=m-m……(1)2Sρ水2Sρ盐水设全部倒入后,液面上升h’,则 m-m=Sh’ρ水ρ盐水得h’ =m-m……(2)ρ水Sρ盐水S由(1)、(2)得再上升的高度是:h’-h=m-m 2Sρ水2Sρ盐水答案:(1)2mgS (2)上升。。 m-m 2Sρ水2Sρ盐水
显然,其体积改变量为:
-
=Sh
故
h=
……(1)
2Sρ水
2Sρ盐水
设全部倒入后,液面上升h’,则
=Sh’
ρ水
ρ盐水
得
h’ =
……(2)
ρ水S
ρ盐水S
由(1)、(2)得再上升的高度是:
h’-h=
答案:
(1)
(2)上升。。
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