如圖*所示。重5N、高40cm、底面積為的圓柱形容器置於水平桌面上。在容器內放入一個底面積為、高為15cm的圓...
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問題詳情:
如圖*所示。重5N、高40cm、底面積為的圓柱形容器置於水平桌面上。在容器內放入一個底面積為、高為15cm的圓柱形物塊,物塊底部的中心通過一段細線與容器底部相連。向容器內緩慢注入水直至將其注滿,如圖乙所示。已知在注入水的過程中細線對物塊的拉力F隨水深度h的變化關係圖象如圖*所示,下列說法正確的是( )
A.物體的密度為
B.繩子的最大拉力為1N
C.杯中注有400g的水時,杯底對水平桌面的壓強為4800Pa
D.杯中注滿水後,若再將細線剪斷,當物塊靜止時,液體對容器底部的壓強為2090Pa
【回答】
B
【解析】
A.由圖*可知,當水深為30cm以後,繩子的拉力不再發生變化,則h=30cm時,圓柱體恰好完全浸沒,所以,繩子的長度
L=h-h圓柱體=30cm-15cm=15cm
由圖*可知,當h′=25cm時,圓柱體處於臨界狀態,受到的浮力和自身的重力相等,此時圓柱體下表面所處的深度
h1=h′-L=25cm-15cm=10cm
圓柱體排開水的體積
V排=S圓柱體h1=20cm2×10cm=200cm3=2×10-4m3
則圓柱體的重力
由G=mg可得,圓柱體的質量
圓柱體的體積
V圓柱體=S圓柱體h圓柱體=20cm2×15cm=300cm3=3×10-4m3
圓柱體的密度
故A錯誤;
B.當物體浸沒時繩子的拉力最大,此時圓柱體受到的浮力
繩子的最大拉力
故B正確;
C.杯中注有400g的水時,總重力為
G總=m水g+G容+G圓柱體=0.4kg×10N/kg+5N+2N=11N
則對桌面壓力等於重力為11N,故可求對桌面壓強為
故C錯誤;
D.杯中注滿水後,若再將細線剪斷,當物塊靜止時,水和木塊浸入水中的總體積
V=V容-V物+V排=2×10-3m3-1×10-4m3+2×10-4m3=1.9×10-3m3
容器內水的深度
液體對容器底部的壓強
故D錯誤。
故選B。
知識點:未分類
題型:選擇題
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