如图*所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处.图乙是拉力F随时间t变化的关系...
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如图*所示,拉力F通过滑轮组,将正方体金属块从水中匀速拉出至水面上方一定高度处. 图乙是拉力F随时间t变化的关系图像.不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力, g=10 N/kg,求:
(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力大小;
(2)金属块的密度;
(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强大小.
【回答】
(1)80N(2)2.7×103kg/m3(3)5.4×103Pa
【详解】
(1)由*图可知,n=2,不计动滑轮的重力、摩擦及水和空气对金属块的阻力,F=G,当金属块完全露出液面后,金属块不受浮力,此时拉力等于重力,即为图中的t2-t3时刻,从乙图可知,该金属块重力为:G=2F=2×108N=216N,当金属块未露出液面时,即为图中的0-t1时刻,则2F′+F浮=G,所以金属块完全浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-2F′=216N-2×68N=80N;
(2)根据F浮=ρ水gV排可得,金属块排开水的体积:V排= =8×10-3m3,金属块完全浸没在水中,则金属块的体积V=V排=8×10-3m3,金属块的密度为:ρ金= =2.7×103kg/m3;
(3)金属块的边长a===0.2m,则受力面积S=a2=(0.2m)2=0.04m2,金属块平放在水平地面时对地面的压强:p= =5.4×103Pa.
答:(1)金属块完全浸没在水中时受到的浮力80N;
(2)金属块的密度2.7×103kg/m3;
(3)如果直接将金属块平放在水平地面上,它对地面的压强5.4×103Pa.
知识点:二力平衡
题型:计算题
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