如图所示,将一块重为5.4N、体积为200cm3的石块,用细线系着浸没在装有水的薄圆柱形容器中,此时容器中水的深度由10cm上升到12cm,已知容器重为14.6N,容器的厚度不计.
(1)求石块的密度.
(2)求石块所受的浮力和测力计的示数.
(3)求容器的底面积及容器中水的重力.
(4)由于细线松动,使石块沉到容器底,求石块静止后,容器对水平地面的压强.
解:(1)石块的密度:
ρ====2.7×103 kg/m3;
(2)石块所受浮力:
F浮=ρ液gV排=1×103kg/m3×10N/kg×200×10-6m3=2N;
测力计的示数:
F′=G-F浮=5.4N-2N=3.4N;
(3)容器底面积:
S===100cm2,
水的体积:
V水=Sh=100cm2×10cm=1000cm3,
水的重力:
G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×1000×10-6m3=10N;
(4)容器对水平地面压强:
p====3000Pa.
答:(1)求石块的密度为2.7×103 kg/m3;
(2)求石块所受的浮力为2N,测力计的示数3.4N;
(3)求容器的底面积为100cm2,容器中水的重力为10N;
(4)石块静止后,容器对水平地面的压强为3000Pa.
(1)先根据G=mg求出石块的质量,根据密度公式求出石块的密度;
(2)已知石块的体积,石块的体积等于它排开水的体积,根据公式F浮=ρ液gV排可求石块所受浮力,然后根据称重法求出测力计的示数;
(3)根据石块排开水的体积和液体上升的高度求出容器的底面积,进一步求出容器内水的体积,利用密度公式求出容器中水的重力;
(4)容器对水平地面的压力等于石块和水以及容器的重力,根据公式p=可求容器对水平地面的压强.
点评:本题考查密度、浮力、重力、压强等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,要知道在水平地面压力等于物体自身的重力,解题过程中要注意单位的换算.