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九年级物理解答题一般
题目
如图所示,有一薄壁柱形容器置于水平地面上,容器中装有水.现将一只质量为22千克的实心小球浸没在容器的水中,水不溢出,分别测出小球浸入前和浸没后水对容器底部的压强pp_{水}、小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强pp_{地},如表所示.求:
浸入前浸没后
p(p_{水}(帕)1960196023522352
P(P_{地}(帕)2450245034303430
①小球浸入前,容器中水的深度hh_{水}.
②容器中水的重力GG_{水}.
③实心球的密度ρ\rho _{球}.
知识点:密度的计算、液体的压强的计算章节:未标注

答案与解析

答案


(1)(1)由表中数据可知,小球浸入前,水对容器底的压强p1=1960Pap_{水1}=1960Pa
p=ρghp=\rho gh可知容器中水的深度:
h=p1ρg=1960Pa103kg/m3×9.8N/kg=0.2mh_{水}=\frac{{p}_{水1}}{{ρ}_{水}g}=\frac{1960Pa}{1{0}^{3}kg/{m}^{3}×9.8N/kg}=0.2m
(2)(2)小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强差:
Δp=p2p1=3430Pa2450Pa=980Pa\Delta p_{地}=p_{地2}-p_{地1}=3430Pa-2450Pa=980Pa
p=FSp=\frac{F}{S}可得受力面积(容器底面积):
S=ΔFΔP=GΔP=2kg×9.8N/kg980Pa=0.02m2S=\frac{ΔF}{Δ{P}_{地}}=\frac{{G}_{球}}{Δ{P}_{地}}=\frac{2kg×9.8N/kg}{980Pa}=0.02m^{2}
因为容器是柱形容器,
所以水的重力:
G=F1=p1S=1960Pa×0.02m2=39.2NG_{水}=F_{水1}=p_{水1}S=1960Pa\times 0.02m^{2}=39.2N
(3)(3)小球浸入前和浸没后水对容器底的压强差:
Δp=p2p1=2352Pa1960Pa=392Pa\Delta p_{水}=p_{水2}-p_{水1}=2352Pa-1960Pa=392Pa
p=ρghp=\rho gh可知容器中水的深度变化:
Δh=ΔPρg=392Pa103kg/m3×9.8N/kg=0.04m\Delta h_{水}=\frac{Δ{P}_{水}}{{ρ}_{水}g}=\frac{392Pa}{1{0}^{3}kg/{m}^{3}×9.8N/kg}=0.04m
因为小球浸没,
所以小球的体积:
V=V=S×Δh=0.02m2×0.04m=8×104m3V_{球}=V_{排}=S\times \Delta h_{水}=0.02m^{2}\times 0.04m=8\times 10^{-4}m^{3}
小球的密度:
ρ=mV=2kg8×104m3=2.5×103kg/m3\rho _{球}=\frac{{m}_{球}}{{V}_{球}}=\frac{2kg}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}}=2.5\times 10^{3}kg/m^{3}
答:(1)小球浸入前,容器中水的深度为0.2m0.2m
(2)(2)容器中水的重力为39.2N39.2N
(3)(3)实心球的密度为2.5×103kg/m32.5\times 10^{3}kg/m^{3}

解析


(1)(1)由表中数据可知,小球浸入前,水对容器底的压强p1=1960Pap_{水1}=1960Pa
p=ρghp=\rho gh可知容器中水的深度:
h=p1ρg=1960Pa103kg/m3×9.8N/kg=0.2mh_{水}=\frac{{p}_{水1}}{{ρ}_{水}g}=\frac{1960Pa}{1{0}^{3}kg/{m}^{3}×9.8N/kg}=0.2m
(2)(2)小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强差:
Δp=p2p1=3430Pa2450Pa=980Pa\Delta p_{地}=p_{地2}-p_{地1}=3430Pa-2450Pa=980Pa
p=FSp=\frac{F}{S}可得受力面积(容器底面积):
S=ΔFΔP=GΔP=2kg×9.8N/kg980Pa=0.02m2S=\frac{ΔF}{Δ{P}_{地}}=\frac{{G}_{球}}{Δ{P}_{地}}=\frac{2kg×9.8N/kg}{980Pa}=0.02m^{2}
因为容器是柱形容器,
所以水的重力:
G=F1=p1S=1960Pa×0.02m2=39.2NG_{水}=F_{水1}=p_{水1}S=1960Pa\times 0.02m^{2}=39.2N
(3)(3)小球浸入前和浸没后水对容器底的压强差:
Δp=p2p1=2352Pa1960Pa=392Pa\Delta p_{水}=p_{水2}-p_{水1}=2352Pa-1960Pa=392Pa
p=ρghp=\rho gh可知容器中水的深度变化:
Δh=ΔPρg=392Pa103kg/m3×9.8N/kg=0.04m\Delta h_{水}=\frac{Δ{P}_{水}}{{ρ}_{水}g}=\frac{392Pa}{1{0}^{3}kg/{m}^{3}×9.8N/kg}=0.04m
因为小球浸没,
所以小球的体积:
V=V=S×Δh=0.02m2×0.04m=8×104m3V_{球}=V_{排}=S\times \Delta h_{水}=0.02m^{2}\times 0.04m=8\times 10^{-4}m^{3}
小球的密度:
ρ=mV=2kg8×104m3=2.5×103kg/m3\rho _{球}=\frac{{m}_{球}}{{V}_{球}}=\frac{2kg}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}}=2.5\times 10^{3}kg/m^{3}
答:(1)小球浸入前,容器中水的深度为0.2m0.2m
(2)(2)容器中水的重力为39.2N39.2N
(3)(3)实心球的密度为2.5×103kg/m32.5\times 10^{3}kg/m^{3}

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