如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为2

问题描述:

如图所示,在容器底部固定一轻质弹簧,弹簧上方连有长方体木块A,容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有一半的体积浸在水中,此时弹簧恰好处于自然状态,没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg.)

(1)求此时容器底部受到的水的压强;
(2)求木块A的密度;
(3)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A的作用力为F1,在原图上画出此时水面的大致位置;
(4)打开阀门B缓慢放水,直至木块A刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,求F1、F2之比.
1个回答 分类:物理 2014-11-05

问题解答:

我来补答
(1)容器底部受到的水的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(2)因木块漂浮,
所以G=F,即ρgV=ρ
1
2V,
解得:ρ=
1
=0.5×103kg/m3
(3)木块完全浸没时,受到的浮力最大,此时弹簧略向上伸长,所以画水面位置时,应在木块位置略高一些,如下图所示:

(4)木块完全浸没时,弹簧对木块的作用力:
F1=F-G=ρgV-ρgV=0.5ρgV,
木块离开水面后,弹簧对木块的作用力:
F2=G=ρgV=0.5ρgV,
所以F1:F2=0.5ρgV:0.5ρgV=1:1.
答:(1)此时容器底部受到的水的压强为2000Pa;
(2)木块A的密度为0.5×103kg/m3
(3)如上图所示;
(4)F1、F2之比为1:1.
 
 
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