如图所示,弹簧上端固定于天花板,下端连接一圆柱形重物.先用一竖直细线拉住重物,使弹簧处于原长,此时水平桌面上烧杯中的水面

问题描述:

如图所示,弹簧上端固定于天花板,下端连接一圆柱形重物.先用一竖直细线拉住重物,使弹簧处于原长,此时水平桌面上烧杯中的水面正好与圆柱体底面接触.已知圆柱形重物的截面积为10cm2,长度为10cm;烧杯横截面积20cm2,弹簧每伸长1cm的拉力为0.3N,g=10N/kg,重物密度为水的两倍,水的密度为103kg/m3.细线撤走后,重物重新处于平衡时,弹簧的伸长量为多少?
1个回答 分类:综合 2014-10-23

问题解答:

我来补答
设细线撤走后,重物重新处于平衡时,弹簧的伸长量为△L,
∵圆柱形重物底面积S1=10cm2,烧杯底面积S2=20cm2,S2=2S1
∴圆柱形重物伸长△L时,水面将上升△L,圆柱形重物将浸入水中2△L,
圆柱形重物的体积:
V=S1L=10cm2×10cm=100cm3=1×10-4m3
圆柱形重物的密度:
ρ=2ρ=2×103kg/m3
圆柱形重物的重力:
G=mg=ρVg=2×103kg/m3×1×10-4m3×10N/kg=2N,
圆柱形重物受到的浮力:
FVg=ρ×S2×△L×g,
∵弹簧的伸长与拉力成正比,
即:
F拉
△L=
0.3N
0.01m,
∴圆柱形重物受到的拉力:
F=
0.3N
0.01m×△L,
∵F+F=G,
即:ρ×S2×△L×g+
0.3N
0.01m×△L=2N,
1×103kg/m3×20×10-4m2×△L×10N/kg+
0.3N
0.01m×△L=2N,
解得:△L=0.04m=4cm.
答:细线撤走后,重物重新处于平衡时,弹簧的伸长量为4cm.
 
 
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