如图所示,圆柱体甲的质量为2kg,用细绳系在轻质杠杆的A端,圆柱体乙的质量为0.8kg,用细绳系在轻质杠杆的B端并处于圆柱形容器M中,容器M的底面积为60cm2,AO:OB=2:3,此时甲对地面的压强为1600Pa;把质量为900g的水注入容器M中,水未溢出,水静止后深度为25cm,求:(1)水对容器M底部的压强:(2)甲的底面积;(3)倒入水后,甲对地面的压强.
2019-06-21
如图所示,圆柱体甲的质量为2kg,用细绳系在轻质杠杆的A端,圆柱体乙的质量为0.8kg,用细绳系在轻质杠杆的B端并处于圆柱形容器M中,容器M的底面积为60cm2,AO:OB=2:3,此时甲对地面的压强为1600Pa;把质量为900g的水注入容器M中,水未溢出,水静止后深度为25cm,求:
(1)水对容器M底部的压强:
(2)甲的底面积;
(3)倒入水后,甲对地面的压强.
优质解答
(1)水对容器M底部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa;
(2)圆柱体乙的重力G乙=m乙g=0.8kg×10N/kg=8N,
圆柱体乙对B点的拉力F2=G乙=8N,
圆柱体甲的重力G甲=m甲g=2kg×10N/kg=20N,
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得,甲对A点的拉力为:
F1=×F2=×8N=12N,
甲对地面的压力为:
F地=G甲-F1=20N-12N=8N,
由p=得,
S甲===0.005m2;
(3)由ρ=得,900g水的体积为:
V水===900cm3,
装入水后乙排开水的体积为:
V排=V-水=60cm2×25cm-900cm3=600cm3=0.0006m3,
乙受到浮力为F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0006m3=6N,
乙对B点的拉力F3=G乙-F浮=8N-6N=2N,
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得,杠杆第二次平衡时甲对A点的拉力为:
F4=×F3=×2N=3N,
此时甲对地面的压力为:
F压=G甲-F4=20M-3N=17N,
倒入水后,甲对地面的压强:
p′===3400Pa.
答:(1)水对容器M底部的压强为2500Pa;
(2)甲的底面积为0.005m2;
(3)倒入水后,甲对地面的压强为3400Pa.
(1)水对容器M底部的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m=2500Pa;
(2)圆柱体乙的重力G乙=m乙g=0.8kg×10N/kg=8N,
圆柱体乙对B点的拉力F2=G乙=8N,
圆柱体甲的重力G甲=m甲g=2kg×10N/kg=20N,
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得,甲对A点的拉力为:
F1=×F2=×8N=12N,
甲对地面的压力为:
F地=G甲-F1=20N-12N=8N,
由p=得,
S甲===0.005m2;
(3)由ρ=得,900g水的体积为:
V水===900cm3,
装入水后乙排开水的体积为:
V排=V-水=60cm2×25cm-900cm3=600cm3=0.0006m3,
乙受到浮力为F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0006m3=6N,
乙对B点的拉力F3=G乙-F浮=8N-6N=2N,
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得,杠杆第二次平衡时甲对A点的拉力为:
F4=×F3=×2N=3N,
此时甲对地面的压力为:
F压=G甲-F4=20M-3N=17N,
倒入水后,甲对地面的压强:
p′===3400Pa.
答:(1)水对容器M底部的压强为2500Pa;
(2)甲的底面积为0.005m2;
(3)倒入水后,甲对地面的压强为3400Pa.