(2012•西城区一模)圆柱形容器中装有适量的水,将木块A放入水中静止时,有[2/5]的体积露出水面,如图所示,此时水对

(2012•西城区一模)圆柱形容器中装有适量的水,将木块A放入水中静止时,有[2/5]的体积露出水面,如图所示,此时水对容器底部的压强增加了300Pa.若将木块A挂在轻质杠杆左端B点,且A的部分体积浸入水中,在杠杆C点悬挂重物G使杠杆水平平衡,如图所示,此时水对容器底部的压强比木块A漂浮时减少了100Pa.若将容器中的水换成另一种液体,使木块A露出液面部分与乙图相同,移动重物G到D点时,杠杆水平平衡,如图所示.若OC:OD=10:13.则这种液体的密度为______kg/m3
风吹夜蓝 1年前 已收到1个回答 举报

pxz0541 幼苗

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解题思路:(1)由于木块物体漂浮在水面上,有[2/5]的体积露出水面,可知排开水的体积为[3/5]V,根据阿基米德原理和物体的漂浮条件可得F[3/5]Vg=G
设容器底面积为S,则排开水的体积[3/5]V=S△h,由题知,放入木块后,水对容器底部的压强增加了300Pa,根据液体压强公式可得关系式①(△p=ρ△hg=300Pa);
(2)将木块A挂在轻质杠杆左端B点,水对容器底部的压强比木块A漂浮时减少了100Pa,所以比原来水对容器底部的压强增加了200Pa,根据液体压强公式可得关系式②△p′=ρ△h′g=200Pa,由①②可得△h′=[2/3]△h,而S△h=[3/5]V,可得此时排开水的体积V排′=[2/5]V,利用阿基米德原理求此时受到的浮力,而B端受到的拉力FB=G-F′,根据杠杆平衡条件可得关系式③(FB×OB=G×OC);
(3)将容器中的水换成另一种液体,使木块A露出液面部分与乙图相同,利用阿基米德原理求受到液体的浮力,而B端受到的拉力FB′=G-F″,根据杠杆平衡条件可得关系式④(FB′×OB=G×OD),由③④相比解得液体的密度大小.

(1)左图,物体漂浮在水面上,有[2/5]的体积露出水面,
V=[3/5]V,
FVg=ρ[3/5]Vg=G
设容器底面积为S,则
V=[3/5]V=S△h,
由题知,放入木块后,水对容器底部的压强增加了300Pa,
即△p=ρ△hg=300Pa,--------①
(2)中图,将木块A挂在轻质杠杆左端B点,水对容器底部的压强比木块A漂浮时减少了100Pa,所以比原来水对容器底部的压强增加了200Pa,
即:△p′=ρ△h′g=200Pa,--------②
由①②可得:
△h′=[2/3]△h,
而S△h=[3/5]V,
∴V排′=S[2/3]△h=[2/3]S△h=[2/3]×[3/5]V=[2/5]V,
此时受到的浮力:
F′=ρV′g=ρ[2/5]Vg,
B端受到的拉力:
FB=G-F′=ρ[3/5]Vg-ρ[2/5]Vg=[1/5]ρVg,
∵杠杆平衡,
∴FB×OB=G×OC,
即:[1/5]ρVg×OB=G×OC--------③
(3)右图,将容器中的水换成另一种液体,使木块A露出液面部分与乙图相同,受到液体的浮力:
F″=ρ[2/5]Vg,
B端受到的拉力:
FB′=G-F″=ρ[3/5]Vg-ρ[2/5]Vg,
∵杠杆平衡,
∴FB′×OB=G×OD,
即:(ρ[3/5]Vg-ρ[2/5]Vg)×OB=G×OD--------④
[③/④]得:

ρ水
3ρ水−2ρ液=[10/13],
∴ρ

点评:
本题考点: 杠杆的平衡分析法及其应用;密度公式的应用;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、液体压强公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件、杠杆平衡条件的掌握和运用,求出物体在中图的水中受到的浮力是本题的突破口、也是本题的关键.

1年前

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