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八年级物理solution一般
题目
如图所示,重为8N8N,边长为10cm10cm的不吸水正方体AA和底面积为400cm2400cm^{2}的薄壁圆柱形容器静置于水平地面上;现将AA用一根体积可以忽略的细线拉住固定在装有水的薄壁圆柱形容器中.已知水的密度ρ=1.0×103kg/m3{ρ}_{水}=1.0×{10}^{3}kg/{m}^{3},求:
(1)(1)正方体AA静置时对水平地面的压强;
(2)(2)正方体AA固定在水中时细线对AA的拉力;
(3)(3)将图中与正方体AA相连的细线剪断,当正方体AA静止时,水对容器底的压强较细线剪断前减小多少?
知识点:压强和浮力、压强的大小及其计算、液体的压强的计算、阿基米德原理章节:未标注

答案与解析

答案

(1)正方体AA对水平地面的压力F=G=8NF=G=8N
正方体AA静置时对水平地面的压强为:
p=FS=8N(0.1m)2=800Pap=\frac{F}{S}=\frac{8N}{(0.1m)^{2}}=800Pa
(2)(2)正方体AA的体积:V=L3=(0.1m)3=1×103m3V=L^{3}=\left(0.1m\right)^{3}=1\times 10^{-3}m^{3}
AA用细线拉住固定在装有水的薄壁圆柱形容器中,V=V=1×103m3V_{排}=V=1\times 10^{-3}m^{3}
正方体AA受到的浮力:F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×103m3=10NF_{浮}=\rho _{水}gV_{排}=1.0\times 10^{3}kg/m^{3}\times 10N/kg\times 1\times 10^{-3}m^{3}=10N
正方体AA固定在水中时细线对AA的拉力为:
F\’=FG=10N8N=2N{F\’}=F_{浮}-G=10N-8N=2N
(3)(3)剪断细线,正方体AA静止时,处于漂浮状态,所受浮力F\’=G=8N{F\’}_{浮}=G=8N
F=ρgVF_{浮}=\rho _{水}gV_{排}可得,此时排开水的体积:
V\’=Fρg=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×104m3{V\’}_{排}=\frac{F{′}_{浮}}{{ρ}_{水}g}=\frac{8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}=8\times 10^{-4}m^{3}
则水面下降的高度Δh=VVS容器=1×103m38×104m3400×104m2=0.005m\Delta h=\frac{{V}_{排}-V{′}_{排}}{{S}_{容器}}=\frac{1×1{0}^{-3}{m}^{3}-8×1{0}^{-4}{m}^{3}}{400×1{0}^{-4}{m}^{2}}=0.005m
水对容器底部压强变化量Δp=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m=50Pa\Delta p=\rho _{水}gh=1.0\times 10^{3}kg/m^{3}\times 10N/kg\times 0.005m=50Pa
答:(1)正方体AA静置时对水平地面的压强为800Pa800Pa
(2)(2)正方体AA固定在水中时细线对AA的拉力为2N2N
(3)(3)将图中与正方体AA相连的细线剪断,当正方体AA静止时,水对容器底的压强较细线剪断前减小50Pa50Pa

解析

(1)正方体AA对水平地面的压力F=G=8NF=G=8N
正方体AA静置时对水平地面的压强为:
p=FS=8N(0.1m)2=800Pap=\frac{F}{S}=\frac{8N}{(0.1m)^{2}}=800Pa
(2)(2)正方体AA的体积:V=L3=(0.1m)3=1×103m3V=L^{3}=\left(0.1m\right)^{3}=1\times 10^{-3}m^{3}
AA用细线拉住固定在装有水的薄壁圆柱形容器中,V=V=1×103m3V_{排}=V=1\times 10^{-3}m^{3}
正方体AA受到的浮力:F=ρgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×103m3=10NF_{浮}=\rho _{水}gV_{排}=1.0\times 10^{3}kg/m^{3}\times 10N/kg\times 1\times 10^{-3}m^{3}=10N
正方体AA固定在水中时细线对AA的拉力为:
F\’=FG=10N8N=2N{F\’}=F_{浮}-G=10N-8N=2N
(3)(3)剪断细线,正方体AA静止时,处于漂浮状态,所受浮力F\’=G=8N{F\’}_{浮}=G=8N
F=ρgVF_{浮}=\rho _{水}gV_{排}可得,此时排开水的体积:
V\’=Fρg=8N1.0×103kg/m3×10N/kg=8×104m3{V\’}_{排}=\frac{F{′}_{浮}}{{ρ}_{水}g}=\frac{8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}=8\times 10^{-4}m^{3}
则水面下降的高度Δh=VVS容器=1×103m38×104m3400×104m2=0.005m\Delta h=\frac{{V}_{排}-V{′}_{排}}{{S}_{容器}}=\frac{1×1{0}^{-3}{m}^{3}-8×1{0}^{-4}{m}^{3}}{400×1{0}^{-4}{m}^{2}}=0.005m
水对容器底部压强变化量Δp=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.005m=50Pa\Delta p=\rho _{水}gh=1.0\times 10^{3}kg/m^{3}\times 10N/kg\times 0.005m=50Pa
答:(1)正方体AA静置时对水平地面的压强为800Pa800Pa
(2)(2)正方体AA固定在水中时细线对AA的拉力为2N2N
(3)(3)将图中与正方体AA相连的细线剪断,当正方体AA静止时,水对容器底的压强较细线剪断前减小50Pa50Pa

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