将质量是7.2kg,高为40cm,底面积为300cm2的圆柱表木桩放入盛水容器中,木块静止后水深为0.2m,容器高为0.

浮力 已结 1 368
失眠的小宝
失眠的小宝 2021-4-2 06:30

将质量是7.2kg,高为40cm,底面积为300cm2的圆柱表木桩放入盛水容器中,木块静止后水深为0.2m,容器高为0.6m,往容器中缓慢加水直到水面到达容器口。求:

(1)加水前,水对容器底的压强;

(2)加水前,木桩静止时受到的浮力;

(3)从加水开始直到水面到达容器口,浮力对木块做的功。



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1条回答
  •  刘彩姝
    刘彩姝 (最佳回答者)
    2021-4-14 09:09

    解析:

    (1)加水前,水深为0.2m,所以其对容器底部的压强为:

    P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa

    加水前,木块排开水的体积及其受到的浮力分别是:

    V排=300×10-4m2×0.2m=6×10-3m3

    F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×6×10-3m3

    =60N

    (3)当水加至容器口时,设木块漂浮,则木块受到的浮力为:

    F浮1=G=mg=7.2kg×10N/kg=72N

    此时木块排开水的体积为:

    V排1=

    F浮1

    =

    72N

    =7.2×10-3m3

    ρg

    1.0×103kg/m3×10N/kg

    此时浸在水中的深度为:

    h1=

    V排1

    =

    7.2×10-3m3

    =0.24m<0>

    S

    300×10-4m2

    显然假设成立。即木块静止时,处于漂浮状态。如下图分析可得,此时木块重心上升的高度为:

    h2=0.6m-0.2m-(0.24m-

    1

    ×0.4m)=0.36m

    2

    根据功的原理,浮力对木块所做的功等于克服重力所做的功。故浮力对木块所做的功为:

    W=Gh2=mgh2=7.2kg×10N/kg×0.36m=25.92J


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