(2014•宝坻区一模)如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h,密度为ρ(ρ<ρ水).半径为

(2014•宝坻区一模)如图所示,将底面半径为2R的圆柱形薄壁容器放在水平桌面上,把高为h,密度为ρ(ρ<ρ).半径为R的实心圆柱体木块竖直放在容器中,然后向容器内注水,则(  )
A.注水前,木块对容器底的压强为ρgh
B.注水前,木块对容器底的压力为πR2ρgh
C.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为3πR2ρh
D.若使木块竖直漂浮,向容器中注入水的质量至少为πR2ρh
user321 1年前 已收到1个回答 举报

风中雨中 幼苗

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解题思路:(1)知道木块的底面积和高,求出木块的体积,知道木块的密度,利用m=ρV求木块的质量,利用G=mg求木块的重力,木块对容器底的压力等于木块的重力;
(2)知道受力面积,利用压强公式p=
F/S]求木块对容器底的压强;
(3)若使木块竖直漂浮,注入水的质量最少,即木块与容器底接触且木块对容器底的压力恰好为零,此时木块所受的浮力等于自身的重力;根据公式F=ρgV可求木块排开水的体积;从而求出木块浸入水中的深度;根据公式V=Sh可求注入水的体积;根据公式m=ρV可求注入水的质量.

(1)木块的体积:V=Sh=πR2h,
木块的质量:m=ρV=ρSh=ρπR2h,
木块的重力:G=mg=ρShg=ρπR2hg=πR2ρgh,
注水前木块对容器底的压力:F=G=πR2ρgh,故B正确;
(2)木块对容器底的压强:
p=[F/S]=
πR2ρgh
πR2=ρhg,故A正确;
(3)当木块与容器底接触且木块对容器底的压强恰好为零时,此时注入水的质量最少,
F=G=mg=πR2ρhg,
木块排开水的体积:
V=
F浮
ρ水g=
πR2ρgh
ρ水g=
πR2ρh
ρ水,
木块浸入水中的深度:
h=
V排
S木=

πR2ρh
ρ水
πR2=[ρh
ρ水,
注入水的体积为:
V=(S-S)h=[π(2R)2-πR2
ρh
ρ水=3πR2
ρh
ρ水,
注入水的质量:
mV3πR2
ρh
ρ水=3πR2ρh,故C正确、D错误.
故选ABC.

点评:
本题考点: 液体的压强的计算;阿基米德原理.

考点点评: 本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、重力公式、压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,难点在第三问,知道要使木块竖直漂浮,注入水的质量最少,木块与容器底接触且木块对容器底的压力恰好为零,是本题的关键.

1年前

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