如图所示,弹簧上端固定于天花板,下端连接一圆柱形重物。先用一竖直细线拉住重物,使弹簧处于原长,此时水平桌面上烧

质量密度 已结 1 448
刘明
刘明 2021-4-9 06:30

如图所示,弹簧上端固定于天花板,下端连接一圆柱形重物。先用一竖直细线拉住重物,使弹簧处于原长,此时水平桌面上烧杯中的水面正好与圆柱体底面接触。已知圆柱形重物的截面积为l0cm2,长度为l 0;烧杯横截面积20 cm2,弹簧每伸长lcm的拉力为0.3 N,g=10N/kg,重物密度为水的两倍,水的密度为l 03 kg/m3。细线撤走后,重物重新处于平衡时,弹簧的伸长量为多少?


1条回答
  •  张彬
    张彬 (楼主)
    2021-4-14 02:26

    解析:设物体下降到水中的深度为h,则水面上升的高度为:

    h=

    Sh

       故

    S

    h=2h升

    弹簧的伸长量是:

    △L=h-h升=h升

    此时弹簧对物体产生的向上的拉力大小为

    F=0.3△L (单位:N)

    此时物体排开水的体积为:

    V排=V浸=S物h

    受力情况是:重力G、浮力F浮、向上的拉力F,且保持平衡状态。故

    F+F浮=G  即

    0.3△L +ρ水gV排=ρ物gV物

    0.3△L +ρ水gS物h=ρ物gS物h物

    因此

    0.3×100×L

    + ρgS×2L  

    gSh



    代入数据得:

    △L=0.04m=4cm

    即弹簧的伸长量为4cm


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