(2010•房山区一模)如图所示,水平桌面上放一底面积为100cm2的柱形容器,容器内盛有某种液体,滑轮组左端挂一重物,

(2010•房山区一模)如图所示,水平桌面上放一底面积为100cm2的柱形容器,容器内盛有某种液体,滑轮组左端挂一重物,并浸没在液体中,当用滑轮组提升浸没在液体中的物体时,竖直向下拉动滑轮的力为11.8N,液体对容器底的压强为2000Pa;当将物体上提到[1/2]体积露出液面时,竖直向下拉动滑轮的力为13.4N;已知物体的密度为5.0×103kg/m3,每个滑轮的重力为1N,忽略绳重、轮与轴之间的摩擦,取g=10N/kg.求:
(1)物体的重力;
(2)液体的密度;
(3)当物体上提到[1/2]体积露出液面时液体对容器底的压强.
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ahua2000 花朵

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解题思路:(1)(2)由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,由滑轮组公式可以求出绳子的拉力;对物体受力分析,由平衡条件列方程,应用密度公式的变形公式、浮力公式可以求出物体的体积与液体的密度,然后由此物体的重力;(3)求出物体上升到一半体积露出液面时液体深度的变化量,然后由液体压强公式求出液体对容器底的压强.

(1)由图示滑轮组可知,滑轮组承重绳子的股数n=2,
设绳子的拉力为T,2T=F+G动滑轮
绳子拉力T1=
F1+G动滑轮
2=[11.8N+1N/2]=6.4N,
T2=
F2+G动滑轮
2=[13.4N+1N/2]=7.2N,
重物静止,处于平衡状态,则G=F+T,
∵ρ=[m/V],∴物体重力G=mg=ρgV,
物体在液体中受到的浮力FgV
设物体的体积为V,物体密度为ρ,由G=F+T得:
ρgV=ρgV+T1,ρgV=ρg[V/2]+T2
5.0×103kg/m3×10N/kg×V=ρ×10N/kg×V+6.4N ①,
5.0×103kg/m3×10N/kg×V=ρ×10N/kg×[V/2]+7.2N ②,
由2②-①解得:V=1.6×10-4m3
将V代入①解得:ρ=1×103kg/m3
物体的重力G=ρgV=5.0×103kg/m3×10N/kg×1.6×10-4m3=8N;
(2)由(1)可知,液体的密度为ρ=1×103kg/m3
(3)当物体上提到[1/2]体积露出液面时,液体深度的变化量:
△h=[△V
S容器=

V/2
S容器]=
1.6×10−4m3
2×100×10−4m2=8×10-3m,
液体压强的变化量△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m=80Pa,
物体提出液面,物体排开液体的体积变小,液面下降,
当物体上提到[1/2]体积露出液面时液体对容器底的压强:
p′=p-△p=2000Pa-80Pa=1920Pa;
答:(1)物体的重力为8N;
(2)液体的密度为1×103kg/m3
(3)当物体上提到[1/2]体积露出液面时液体对容器底的压强为1920Pa.

点评:
本题考点: 液体的压强的计算;密度的计算;重力的计算.

考点点评: 本题难度较大,是一道难题,应用滑轮组公式、浮力公式、密度公式的变形公式、液体压强公式进行分析答题,解题时注意单位换算.

1年前

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