Question

某同学将一两端开口的均匀玻璃管，用质量不计的塑料片附在下端，然后用外力F将玻璃管竖直插在水下25cm处，保持平衡，如图所

Answer 1

解题思路：（1）根据液体压强公式P=ρ_液gh计算出水对塑料片产生的压强，再根据F=PS计算出水对塑料片产生的压力．

（2）对塑料片进行受力分析，受到玻璃管的压力、外力F和水对它向上的压力，由于保持平衡，这三个力的合力为零．

（3）玻璃管内倒入液体，液体对塑料片产生向下的压力，当这个向下的压力稍大于水对塑料片向上的压力时，塑料片就会脱落，据此列出压力的等式求出液体的密度．

（1）水对塑料片的向上压强：

P=ρ_液gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.25m=2500Pa

∴水对塑料片的压力F_水=PS=2500Pa×1×10^-3m²=2.5N

答：水对塑料片产生的压强是2500Pa，压力是2.5N．

（2）塑料片受到三个力的作用：玻璃管的压力（等于玻璃管的重力G）、外力F和水对它向上的压力F_水，

塑料片平衡，即：G+F=F_水

∴F=F_水-G=2.5N-0.5N=2N

答：外力F的大小是2N．

（3）倒入液体对塑料片向下的压强P₀=ρgh₀，

塑料片的截面积为S，则塑料片受倒入液体向下的压力为F₀=P₀S=ρ_液gh₀S；

水对塑料片产生的向上的压力F_水=2.5N；

∵塑料片刚好下落，则塑料片受力为平衡力，即F₀=F=2.5N

∴ρ_液gh₀S=2.5N

解得ρ_液=1.25×10³kg/m³

答：该液体的密度是1.25×10³kg/m³．

点评：

本题考点： 液体的压强的计算；二力平衡条件的应用；压强的大小及其计算．

考点点评： 本题考查液体压强和压力的相关计算，关键是公式及其变形的灵活运用，计算过程数据较多，一定要认真仔细．