如图所示,正方体木块漂浮在氯化钠溶液里,有总体积的1/5露出液面,不可伸长的悬绳处于松弛状态

浮力 已结 1 536
田际兵
田际兵 2021-11-28 09:50

如图所示,正方体木块漂浮在氯化钠溶液里,有总体积的1/5露出液面,不可伸长的悬绳处于松弛状态。已知绳子能承受的最大拉力为5牛,木块边长为0.1米,容器底面积为0.032,容器底有一阀门K.(g10/千克,溶液的密度为1.2×103千克/3,计算结果保留2位小数)

image.png

求:

1)木块的密度是多少?

2)打开阀门使液体缓慢流出,当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时木块排开液体的体积为多少?

3)在细绳断后,木块再次漂浮时,容器底受到液体的压强与断绳前的瞬间相比,容器底受到液体的压强改变了多少?

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1条回答
  •  聂乐乐
    聂乐乐 (最佳回答者)
    2021-11-6 08:41

    解析:

    1)木块漂浮,

    FG

    因为

    FρVgGρVg

    所以

    ρVgρVg

    因为木块总体积的1/5露出液面,

    所以

    image.png

    image.png

    0.96×103kg/m3

    2)如图,当细绳断裂时

    F+F最大G

    设此时木块排开溶液的体积为V′,则:

    ρVg+F最大ρVg

    即:

    1.2×103kg/m3×V′×10N/kg+5N0.96×103kg/m3×(0.1m3×10N/kg

    解得:

    V′≈3.83×104m3

    3)在细绳断开后木块再次漂浮时,浮力增加5N,排开水体积增加:

    image.png

    =0.00042m3

    液面上升:

    image.png

    =0.014m

    pρgh

    1.2×103kg/m3×10N/kg×0.014m

    168Pa

    即:容器底受溶液的压强增大了168Pa

    1)木块的密度为0.96×103kg/m3

    2)当细绳断裂前一瞬间关闭阀门,此时木块排开溶液的体积为3.83×104m3

    3)在细绳断开后木块再次漂浮时,容器底受到水的压强与断绳前的瞬间相比,容器底受水的压强增大了168Pa


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