在底面积分别为0.02米2和0.01米2的甲、乙圆柱形薄壁容器中,分别盛有高均为0.05米的水和酒精,已知酒精的密度为8

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  • 解题思路:(1)知道圆柱形薄壁容器的底面积和水的高度可求水的体积,再利用密度公式求水的质量;

    (2)知道酒精的高度、酒精的密度,利用P=ρgh即可求解;

    (3)因圆柱形薄壁容器中盛有等高的水和酒精,根据液体压强公式P=ρgh可知水对容器底的压强大于酒精对容器底的压强;且S>S,则水对容器底部的压力远大于酒精对容器底部的压力;要想使水和酒精对容器底部的压力相等,采取的办法就是减小水对容器底部的压强,或增加酒精对容器底部的压强;或同时减小水对容器底部的压强和增加酒精对容器底部的压强;然后利用压力相等列方程求解.

    (1)水的质量:m=ρV=1×103kg/m3×0.02m2×0.05m=1kg;

    答:甲容器中水的质量为1kg.

    (2)p=ρgh=0.8×103kg/m3×9.8N/kg×0.05m=392Pa;

    答:酒精对乙容器底部的压强为392Pa.

    (3)①因圆柱形薄壁容器中盛有等高的水和酒精,由F=PS=ρghS可知:F>F

    要想使水和酒精对容器底部的压力相等,采取的办法就是减小甲容器中水对底部的压力,增加乙容器中酒精对底部的压力;

    方法1:甲、乙容器中均放入花岗石,因花岗石全部浸没在液体中,V相同,又S>S,所以乙容器中酒精对底部的压力增加的太小;方法不可行.

    方法2:甲、乙容器中均放入木块,因木块全部漂浮在液体上,F=G,所以容器中液体对底部的压力增加的相同;方法不可行.

    方法3:甲容器中放入花岗石,乙容器中放入木块,因花岗石全部浸没在液体中,木块全部漂浮在液体上,花岗石和木块的质量相等,且ρ<ρ花岗石,所以V排水<V排酒;又因S>S,所以水对容器底部的压强增加不大,酒精对容器底部的压力增加为木块的重力;则方法3是可行的;

    方法4:甲容器中放入木块,乙容器中放入花岗石,因花岗石全部浸没在液体中,木块全部漂浮在液体上,花岗石和木块的质量相等,则水对容器底部的压力增加为木块的重力;酒精对容器底部的压力增加不大,所以方法4是不可行.

    ②方法3中,因水和酒精对容器底部的压力相等,即F1=F2

    ∴ρghS1gm/ρghS2+mg,

    代入已知数,解得:m=1kg.

    故答案为:①3;②花岗石与木块的质量为1kg.

    点评:

    本题考点: 液体的压强的计算;密度公式的应用.

    考点点评: 本题考查了学生对密度公式、重力公式、压强公式的掌握和运用,知识点多、综合性强,分析时要求灵活选用公式,注意液体对直壁容器(圆柱形、方形)底的压力等于液体重.