如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控

浮力 已结 1 364
赵建华
赵建华 2021-4-2 09:45

如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有2/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg.)   

(1)求此时容器底部受到的水的压强.   

(2)求木块A的密度. 

 (3)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水, 此时弹簧对木块A 的作用力为F1,在原图上画出此时水面的大致位置.  

 (4)打开阀门B缓慢放水,直至木块A刚好完全离开水面时,立即关 闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求F1、F2之比


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1条回答
  •  张正鹏
    张正鹏 (最佳回答者)
    2021-4-15 09:09

    (1)由液体密度公式:

    P=ρgh知

    P水=ρ水gh水

    P水=0.2m×1×103kg/m3×10N/kg

    P水=2000

    (2)物体A体积为VA,又

    ∵物体漂浮在水面上

    ∴G物=F浮

    ∴G物=ρ水gV排

    ∴gρ物V物=ρ水gV排

    两边同时有g,故可化为ρ物V物=ρ水V排

    ∴ρ物×VA=1×103kg/ m3×(2/5) VA

    ∴ρ物=0.4×103kg/ m3

    (3) ∵F浮=ρ水gV排

            F浮=1×103kg/ m3×10N/kg×VA

           GA=0.8×103kg/ m3×10N/ kg×VA

    ∴GA< F>

    弹簧会上弹,向上会有个力(浮力),但物体仍在水面下

    (4)合力为F1=F浮- GA

    ∴0.2×103kg/ m3×10 N/ kg×VA

    又∵F2= GA

    F2=mAg

    F2=ρAVAg

    F2=0.4×103kg/ m3×10 N/ kg×VA

    ∴F1: F2

    =0.2×103kg/ m3×10 N/ kg×VA: 0.4×103kg/ m3×10 N/ kg×VA

    ∴F1: F2=1:2

    注:103就是10的3次方的意思,因无法显上下标,所以请酌情分析


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