某地在湖面上修建一座大桥,下图甲是使用吊车向湖底投放圆柱形石料的示意图.在整个投放过程中,石料以恒定速度v=0.1m/s

某地在湖面上修建一座大桥,下图甲是使用吊车向湖底投放圆柱形石料的示意图.在整个投放过程中,石料以恒定速度v=0.1m/s下降.图乙是钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象(从t=0时刻开始投放到石料刚好接触湖底前).忽略水的摩擦阻力,g取10N/kg,液体压强公式P=ρgh.求:

(1)小石料的质量;
(2)完全浸没后,石料所受的浮力;
(3)圆柱形石料的密度;
(4)湖底受到水的压强.
我永远不来kk了 1年前 已收到1个回答 举报

hxc1978 春芽

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解题思路:(1)分析钢绳拉力随时间t变化的图象,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,据此求出小石料的质量;
(2)当石块全浸入后,拉力等于重力减去浮力,据此求出石料受到的浮力;
(3)根据阿基米德原理求石料排开水的体积(石料的体积),知道石料重,利用重力公式求石料的质量,最后利用密度公式求石料的密度.
(4)根据钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象(从t=0时刻开始投放到石料刚好接触湖底前),可知,石块在20s时接触水面,120s时到达湖底,已知石块的速度,它行进的距离就是湖水的深度h,再根据压强公式,可求出湖底受到水的压强.

(1)由图可知,当石块没有浸入水中时,拉力等于重力,
即:F=G=1400N根据重力公式G=mg,g取10N/kg
∴m=[G/g]=[1400N/10N∕kg]=140kg
答:小石料的质量是140kg.
(2)当石块全浸入后,拉力等于重力减去浮力,
F=G-F=1400N-900N=500N
答:完全浸没后,石料所受的浮力是500N.
(3)根据阿基米德原理,FgV
∴V=
F浮
ρ水g=[500N
1.0×103kg∕m3×10N∕kg=5×10-2m3
因为石料完全浸没,∴V=V=5×10-2m3
根据密度公式ρ=
m/v],已知m=140kg,V=5×10-2m3
∴ρ=
140kg
5×10−2m3=2.8×103kg∕m3
答:石料的密度是2.8×103kg∕m3
(4)根据钢丝绳的拉力F随时间t变化的图象(从t=0时刻开始投放到石料刚好接触湖底前),可知,石块在20s时接触水面,120s时到达湖底,已知石块的速度,它行进的距离就是湖水的深度h,
即S=h=v•t=0.1m/s×(120s-20s)=10m
根据液体压强公式P=ρgh
∴P=ρgh=1×103kg∕m3×10N∕kg×10m=105Pa
答:湖底受到水的压强是105Pa.

点评:
本题考点: 密度公式的应用;密度的计算;液体的压强的计算;阿基米德原理.

考点点评: 本题的解题关键是通过图乙确定石料的重力及钢丝绳受到的拉力、会用称重法计算出石料受到的浮力.

1年前

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