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某容器中正方体的重力、浮力、支持力及对底部压强的计算

更新时间:2024-10-16 文章作者:佚名 信息来源:网络整理 阅读次数:

37. 将一个容器放置在水平桌面上,并盛有足够量的水。现在将体积为 1.25x10⁻⁴m³、质量为 0.4kg 的固体立方体放入水中。立方体会继续下沉,直到沉到底,如图所示。 (已知ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)ESN物理好资源网(原物理ok网)

求: ⑴作用在立方体上的重力大小;ESN物理好资源网(原物理ok网)

⑵立方体浸入水中时所受到的浮力F的大小;ESN物理好资源网(原物理ok网)

⑶容器底部对立方体的支撑力的大小;ESN物理好资源网(原物理ok网)

⑷立方体对容器底部施加的压力。ESN物理好资源网(原物理ok网)

解: ⑴从题意可知:正方体的质量m=0.4kg。ESN物理好资源网(原物理ok网)

那么立方体的重力G=mg=0./kgESN物理好资源网(原物理ok网)

=4N。ESN物理好资源网(原物理ok网)

⑵由题意可知:ESN物理好资源网(原物理ok网)

①正方体的体积V=1.25x10⁻⁴m3,ESN物理好资源网(原物理ok网)

②将立方体浸入水中,排V=V=1.25x10⁻⁴m³,ESN物理好资源网(原物理ok网)

所以浸入水中的立方体所受到的浮力ESN物理好资源网(原物理ok网)

F浮力=ρ水gV流量ESN物理好资源网(原物理ok网)

=1.0×103kg/m3×10N/㎏×1.25×10⁻⁴m3ESN物理好资源网(原物理ok网)

=1.25N。ESN物理好资源网(原物理ok网)

⑶ 对立方体进行受力分析初中物理压强与浮力初中物理压强与浮力,可见其在垂直方向受到以下三个力:ESN物理好资源网(原物理ok网)

①垂直向下重力G=4N,ESN物理好资源网(原物理ok网)

②垂直向上的浮力F float=1.25N,ESN物理好资源网(原物理ok网)

③容器底部对立方体垂直向上的支撑力N留学之路ESN物理好资源网(原物理ok网)

很容易知道,如果立方体静止在容器底部,则力将平衡。ESN物理好资源网(原物理ok网)

所以 G=N+F 浮动,ESN物理好资源网(原物理ok网)

N=GF浮子=4N-1.25N=2.75N。ESN物理好资源网(原物理ok网)

⑷容器底部对立方体的支撑力N与立方体对容器底部的压力F压力是一对相互作用力,故F压力=N=2.75N,ESN物理好资源网(原物理ok网)

我们还知道正方体的体积V=1.25x10⁻⁴m³,ESN物理好资源网(原物理ok网)

那么正方体下表面的面积为:ESN物理好资源网(原物理ok网)

S=(3√V)2=(0.05m)2=0.,ESN物理好资源网(原物理ok网)

因此,立方体对容器底部施加的压力为ESN物理好资源网(原物理ok网)

P=F/S=2.75N/0.0025m²=1.1×10³Pa。ESN物理好资源网(原物理ok网)

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