.
(2)由ρ=,物体B的质量:mB=ρBVB=0.8×10kg/m×(0.1m)=0.8kg; 物体的重力为:GB=mBg=0.8kg×10N/kg=8N,物体B对地面的压力:F=GB=8N, (3)设该点是存在的;则:pA=
=ρAg(hA﹣△h);pB=
=ρBg(hB﹣△h);
333
则:pA=pB即:ρAg(hA﹣h)=ρBg(hB﹣h)ρA(hA﹣h)=ρB(hB﹣h); 带入数据得:0.1×103kg/m3×(0.2m﹣h)=0.8×103kg/m3×(0.1m﹣h),
解得h=0.086m。所以有可能存在某一厚度h,沿水平方向截去h后使A、B剩余部分对地面的压强相等,h=0.086m。 (3)见上解析。
8.【解答】解:(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,圆柱体重力G=F拉=12N。
图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=4N, 圆柱体浸没时受到的浮力:F浮=G﹣F=12N﹣4N=8N; (2)由F浮=ρ水gV排得圆柱体完全浸入水中时排开水的体积: V排=
=
=8×10﹣4m3,圆柱体的质量:m==
=1.2kg,圆柱
体的密度:ρ==
=1.5×103kg/m3;
(3)由图象可知,圆柱体在刚浸没时,物体又下降4cm,忽略液面变化,则下表面所处的深度为h=4cm=0.04m,因此刚浸没时下表面受到的液体压强: p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa;
.
.
(4)物体完全浸没时排开水的体积:V排=8×10m,水面升高的深度: △h=
=
=0.08m;水对容器底压强的增加量:
﹣43
△p=ρ水g△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.08m=800Pa; 容器对水平支持面压力的增加量:△F=F浮=8N; 容器对水平支持面压强的增加量: △p′=
=
=800Pa。
9.【解答】解:(1)对木块进行受力分析可知,木块受到的重力与弹簧测力计的拉力之和等于木块受到的浮力,所以木块受到的浮力为:F浮=F+G=4N+2.4N=6.4N; (2)木块的体积V=400cm3=4×10﹣4 m3,因为F浮=ρ液gV排, 所以液体的密度为:ρ液=
=
=1.6×103kg/m3; =0.24kg,
(3)因为G=mg,所以木块的质量为m==木块的密度为ρ木==
=0.6×103kg/m3,
因为ρ木<ρ液,所以,剪断细绳时,木块上浮,最终静止在液面上,
此时木块受到的浮力为F浮′=G=2.4N。木块上浮,最终静止在液面上,与绳子断之前,木块排开液体的体积变小,
所以,液面下降,即液体的深度变小,根据p=ρgh可知,容器底部受到液体压强较绳子断之前减小。
10【解答】解:(1)由题意知金属块完全浸没在水中,则V排=V物=2×10﹣4m3, 金属块受到的浮力:F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N;
(2)由题知,容器为轻质圆柱形容器,因为水对物体竖直向上的浮力和物体对水竖直向下的
.
.
压力是一对相互作用力,大小相等,所以,用绳子吊着物体时水对容器底部的压力F水等于水的重力加浮力,即F水=G水+F浮=9.8N+2N=11.8N;
(3)剪断绳子前,容器对桌面的压力等于容器、水和物块的总重再减去拉力; 剪断绳子后,容器对桌面的压力等于容器、水和物块的总重,
所以,绳子剪断后容器对水平地面的压力的变化量等于拉力,且F拉=G﹣F浮, 故绳子剪断后容器对水平地面压强量:△p=
=
=
=145Pa。
11.【解答】解:(1)安全阀的重力:G=mg=0.072kg×10N/kg=0.72N, 气孔的面积:S=12mm2=1.2×10﹣5m2 安全阀对气孔处气体产生的压强:p===
=6×104pa;
(2)由题意知:锅内气压等于一标准大气压与安全阀对气体压强之和,则锅内气压是1.0×105Pa+6×104Pa=1.6×105Pa;
(3)对照图象可知,当气压为1.6×10Pa时,所对应的温度大约是115℃。
12..【解答】解:(1)潜艇在水下巡航受到的浮力F浮1﹦G排1﹦m1g﹦8000×103kg×10N/kg=8×107N;(2)由阿基米德原理F=ρgV排得, 潜艇的体积V=V排1=
=
=8×103m3,
5
潜艇在水面上巡航时受到的浮力
F浮2﹦G排2﹦m2g﹦7000×103kg×10N/kg﹦7×107N, 由阿基米德原理F=ρgV排得, 潜艇排开水的体积V排2=
=
=7×103m3,
露出水面的体积V露=V﹣V排2=8×103m3﹣7×103m3=1×103m3;
.
.
(3)最大下潜深度的压强p﹦ρgh﹦1.0×10kg/m×10N/kg×400m﹦4×10Pa, 由p=可得,受到的压力F=pS=4×106Pa×2m2=8×106N。
13.【解答】解:(1)打开阀门前,物块A刚好完全浸没在水中,则V排=VA=(0.1 m)3=1×10﹣3m3,所以,F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N; (2)当弹簧恰好处于自然伸长状态,物块A是处于漂浮状态,由F浮=G,
ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6
336
即:ρ水gV排=ρAgVA,所以,ρ水×VA=ρAVA,则ρA=×103kg/m3;
(3)漂浮时,物块受平衡力,由题意知:
ρ水=
G=F浮′=ρ水gV排′=1.0×103kg/m3×10N/kg×(1﹣)×1×10﹣3m3=6N;
全部浸没时,根据物块A受平衡力作用可知:弹力F=F浮﹣G=10N﹣6N=4N,
由图象可知此时弹簧伸长了△L=2cm,所以弹簧处于自然状态时水深h=40cm﹣×10cm﹣2cm=34cm=0.34m,水对容器底部压强:p=ρ水gh=1.0×10kg/m×10N/kg×0.34m=3.4×10Pa。 14.【解答】解:(1)正方体受到的重力:G=mg=0.1875kg×10N/kg=1.875N; (2)正方体物体的体积:V物=(5cm)3=125cm3=1.25×10﹣4m3, 物体的密度:ρ物=
=
=1.5g/cm3>ρ水,所以正方体放入盛水的圆柱体容器中,会下
3
3
3
沉,假设物体浸没,则△h==≈0.83cm,
此时水深为2cm+0.83cm=2.83cm<5cm,剩余不能浸没;如图所示:
设此时水的深度为h′,则V水+V浸=S
容器
h′,即:150cm2×2cm+5cm×5cm×h′=150cm2×h′,解
水
得h′=2.4cm=0.024m。物体在水中静止时水对容器底部的压强:p=ρ
.
gh=1.0×103kg/m3×