解题思路:(1)根据图象分析出物体的重力和完全浸没时的拉力,根据公式F浮=G-F计算出浮力的大小;
(2)根据F浮=ρ液gV排的变形公式ρ液=
F
浮
g
V
排
计算出液体的密度;
(3)判断出此时圆筒对桌面的压力,等于圆筒和液体的总重加浮力,根据公式p=
F/S]计算出压强;
也可将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体进行受力分析.
(1)由图象知,当h=0时,此时测力计的示数等于圆柱体的重力,所以G=10N;
当h≥8cm时,测力计的示数不变,说明此时浮力不变,圆柱体完全浸没,此时F=2N;
所以F浮=G-F=10N-2N=8N;
(2)物体排开液体的体积V排=V物=40×8×10-6m3=3.2×10-4m3
由F浮=ρ液gV排得,
ρ液=
F浮
gV排=[8N
10N/kg×3.2×10−4m3=2.5×103kg/m3
(3)液体的质量m液=ρ液V液=2.5×103kg/m3×80×16×10-6m3=3.2kg
将圆柱体、圆筒、液体看做一个整体,则其对地面的压力F′=(m液+m筒)g+G物-F拉=(3.2kg+400×10-3kg)×10N/kg+10N-2N=44N
p=
F′/S]=[44N
80×10−4m2=5.5×103Pa
答:(1)圆柱体浸没在液体中所受浮力是8N;(2)筒内液体的密度是2.5×103kg/m3;(3)圆柱体浸没时,圆筒对桌面的压强是5.5×103Pa.
点评:
本题考点: 浮力大小的计算;密度的计算;压强的大小及其计算.
考点点评: 此题是一道有关浮力知识的计算题,同时涉及到了有关固体压强和密度的计算,能够通过图象确定物体的重力和浸没时的浮力是解决此题的关键,(3)问中关键能分析出压力大小,这是此题的难点.
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