物理
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=mg=0.8kg×10N/kg=8N,
圆柱体乙对B点的拉力F2=G=8N,
圆柱体甲的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N,
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得,甲对A点的拉力为:
F1=
OB
OA
×F2=
3
2
×8N=12N,
甲对地面的压力为:
F=G-F1=20N-12N=8N,
由p=
F
S
得,
S=
F
p
=
8N
1600Pa
=0.005m2
(3)由ρ=
m
V
得,900g水的体积为:
V=
m
ρ
=
900g
1g/cm3
=900cm3
装入水后乙排开水的体积为:
V=V-=60cm2×25cm-900cm3=600cm3=0.0006m3
乙受到浮力为F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0006m3=6N,
乙对B点的拉力F3=G-F=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=
OB
OA
×F3=
3
2
×2N=3N,
此时甲对地面的压力为:
F=G-F4=20M-3N=17N,
倒入水后,甲对地面的压强:
p′=
F
S
=
17N
0.005m2
=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=mg=0.8kg×10N/kg=8N,
圆柱体乙对B点的拉力F2=G=8N,
圆柱体甲的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N,
由杠杆的平衡条件F1L1=F2L2得,甲对A点的拉力为:
F1=
OB
OA
×F2=
3
2
×8N=12N,
甲对地面的压力为:
F=G-F1=20N-12N=8N,
由p=
F
S
得,
S=
F
p
=
8N
1600Pa
=0.005m2
(3)由ρ=
m
V
得,900g水的体积为:
V=
m
ρ
=
900g
1g/cm3
=900cm3
装入水后乙排开水的体积为:
V=V-=60cm2×25cm-900cm3=600cm3=0.0006m3
乙受到浮力为F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.0006m3=6N,
乙对B点的拉力F3=G-F=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=
OB
OA
×F3=
3
2
×2N=3N,
此时甲对地面的压力为:
F=G-F4=20M-3N=17N,
倒入水后,甲对地面的压强:
p′=
F
S
=
17N
0.005m2
=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.
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