取10N/kg)
(a) (b)
图1—5—6
精析 分别对(a)(b)图当中的木块进行受力分析. 已知:图(a)V露1=20cm=2×10m,F拉=0.6N 图(b)V露2=
3
—5
3
2V 5 求:图(b)F浮木′,
解 图(a),木块静止:F拉+G=F浮1 ① ①-②F拉=F拉1-F拉2
2V) 532 F拉=?水g(V-V露1-V)=?水g(V-V露1)
55—53332 代入数值:0.6N=10kg/m×10N/kg×(V—2×10m)
5 F拉=?水
g(V-V露1)-?水g(V-
V=2×10m
图(b)中:F浮乙=?水g
—43
3V 53
3
=1.0×10kg/m×10N/kg××2×10m
=1.2N
答案 木块在图(b)中受浮力1.2N.
例15 如图1—5—7所示,把甲铁块放在木块上,木块恰好浸没于水中,把乙块系在这个木块下面,木块也恰好浸没水中,已知铁的密度为7.9×10kg/m.求:甲、乙铁块的质量比.
3
3
35—43
图1—5—7
精析 当几个物体在一起时,可将木块和铁块整体做受力分析,通常有几个物体,就写出几个重力,哪个物体浸在液体中,就写出哪个物体受的浮力. 已知:?铁=7.9×10kg/m 求:
3
3
m甲m乙
解 甲在木块上静止:F浮木=G木+G甲 ① 乙在木块下静止:F浮木+F浮乙=G水+G乙 ② 不要急于将公式展开而是尽可能简化 ②-① F浮乙=G乙-G甲 ?水g V乙=?铁g V乙-? 先求出甲和乙体积比 ?铁V甲=(?甲—?乙)V乙
铁
g V甲
?铁??水(7.9?1)?103kg/m369V甲 === 3379V乙?铁7.9?10kg/m?铁V甲V甲69 质量比:===
m乙?铁V乙V乙79m甲 答案 甲、乙铁块质量比为
69. 79例16 (北京市中考试题)如图1—5—8所示的木块浸没在水中,细线对木块的拉力是2N.剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加1N向下的压力时,木块有20cm的体积露出水面.求木块的密度.(g取10N/kg)
3
图1—5—8
精析 分别对木块所处的几种状态作出受力分析.
如图1—5—9(a)(b)(c).
(a) (b) (c)
图1—5—9
图(a)中,木块受拉力F1,重力和浮力.
图(b)中,细线剪断,木块处于漂浮状态,设排开水的体积为V排. 图(c)中,将露出水面的部分切去后,木块仍漂浮,这时再 施加F2=1 N的压力,仍有部分体积露出水面. 已知:F1=2N,F2=1N,V′=20cm—2×105m
—
33
求:?水
解 根据三个图,木块均静止,分别列出受力平衡过程
?F浮1?G?F1? ?F浮2?G??F浮3?G2?F2①② ③将公式中各量展开,其中V排指图(b)中排开水的体积.
??水gV??木gV?F1? ??水gV排??木gV
?)积??木g(V排?V?)??木gV排?F2(V?指图(c)中露出的体 代入数值事理,过程中用国际单位(略) ?水V—?木V= ?水V排—?木V (?水V排—?木V排)=
—51+?水×2×10 102 10 约去V排和V,求得:?水=0.6×10kg/m 答案 木块密度为0.6×10kg/m.
3
3
33
例17 如图1—5—10(a)所示的圆柱形容器,底面积为200cm,里面装有高20cm的水,将一个体积为500cm的实心铝球放入水中后,球沉底(容器中水未溢出).
3
2
(a) (b)
图1—5—10
求:(1)图(b)中水对容器底的压强容器底增加的压力.
(2)图(b)中容器对水平桌面的压强和压力.(不计容器重,?铝=2.7×10kg/m,
33
g取10N/kg)
精析 铝球放入后,容器中水面增加,从而造成容器底=500cm=5×10m,?铝=2.7×104m.
—
3—43
3
求:(1)图(b)中水对容器底p,增加的压力△F, (2)图(b)中水对容器底p′,增加的压力△F′, 解 放入铝球后,液体增加的深度为△h.
V500cm3 △h===2.5cm=0.025m 2S200cm (1)水对容器底的压强 p=p水g(h+△h)
=1.0×10kg/m×10N/kg×(0.2+0.025)m =2250Pa
水对容器底增加的压力
△F=△pS=?水g△h·S=?水gV =1.0×10kg/m×10N/kg×5×10m =5N △F≠G铝球
3
3
—4
3
3
3
(2)图(b)中,容器对水平桌面的压力 F′=G水+G球
=(?水V水+?蚀V)g =(?水Sh+?铝V)g
=(1.0×10kg/m×0.02m×0.2m+2.7×10kg/m×5×10m)×10N/kg =53.5N p′=
3
3
2
3
3
—4
3
F?53.5N==2675Pa 2S0.02m 答案 图(b)中,水对容器底的压强为2250Pa,水对容器底增加的压力为5N;容器对水平桌面压力为53.5N,压强为2675Pa.
例18 (河北省中考试题)底面积为400cm2的圆柱形容器内装有适量的水,将其竖直放在水平桌面上,把边长为10cm的正方体木块A放入水后,再在木块A的上方放一物体
B,物体B恰好没入水中,如图1—5—11(a)所示.已知物体B的密度为6×10kg/m.质
量为0.6kg.(取g=10N/kg)
33
(a) (b)
图1—5—11
求:(1)木块A的密度.
(2)若将B放入水中,如图(b)所示,求水对容器底部压强的变化.
已知:S=400cm=0.04m,A边长a=10cm=0.1m,?B=6×10kg/m,mB=0.6kg 求:(1)pA;(2)△p. 解 (1)VB=
2
2
3
2
mB?B=
-330.6kg=0.1×10m
6?103kg/m3 图(a)A、B共同悬浮:F浮A+F浮B=GA+GB 公式展开:?水g(VA+VB)=?水gVA+mBg 其中VA=(0.1m)=1×10m
3
-3
3