内容正文:
物理
2024 重庆
精讲本
1
微专题六 区分下降高度与浸入深度
例 如图所示,已知柱形物体足够高,物体的底面积S物=50 cm2 ,足够高的薄壁容器底面积S容 =200 cm2 ,则:
(1)若物体浸入3 cm,液面上升高度Δh=_____cm,此时物体受到的浮
力为_____N。
(2)若物体底部与水面接触,将物体下降3 cm,液面上升高度Δh=
_____cm,此时物体浸入深度为_____cm,物体受到的浮力为_____N,水对
容器底部的压强增大_____Pa。
(3)若物体受到的浮力为8 N,将物体上升3 cm 后,水面将下降___cm,
物体将多露出_____cm,此时物体受到的浮力为_____N。
(4)若物体从接触水面开始下降,使物体受到的浮力为4 N,则水面升高
了_____cm ,物体浸入深度为_____cm,物体下降了_____cm。
0.75
1.5
1
4
2
100
1
4
6
2
8
6
(5)若物体受到的浮力为8 N,将物体上升_____cm,可使浮力变为4 N,
此时物体多露出_____cm,水面下降_____cm。
(6)若物体从接触水面开始下降,水面升高了2 cm,则物体下降____cm。
6
8
2
6
练1 如图所示,有一圆柱形容器和一足够长的圆柱形金属块,其横截面
积S容∶S柱=3∶1,容器中盛有水,金属块吊在一根细线下,现将金属块
慢慢放入水中,则圆柱形金属块浸入水中深度为15 cm时,容器底部受到
水的压强增大______Pa。若细线从金属块底刚好接触水面到向下放15 cm
时,容器底部受到水的压强增大______Pa。(水均未溢出)
500
750
练2 重为5 N、底面积为400 cm2的柱形容器里面装有4 000 cm3的水,一个边长为10 cm的正方体B重为30 N,用轻质细线将B下放至刚好浸没,水未溢出。求:
(1)容器至少高多少?
(2)此时细线对B的拉力有多大?
(3)容器底部受到水的压强增大了多少?
(4)从B刚接触水面,到B下移6 cm,此时水对容器底部的压强增大了多少?
(5)若将B从刚浸没的状态上提7.8 cm,静止时水对容器底部的压强变化了多少?
6
7
(3)B浸没后,水面上升的高度:
水对容器底部压强的增加量:
Δp=ρ水gΔh=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2.5×10-2 m=250 Pa。
(4)设B从刚接触水面到下移6 cm时,水面上升Δh1,则有400 cm2×Δh1
=(10 cm)2×(6 cm+Δh1),
解得Δh1=2 cm,
故水对容器底部的压强增加量:
Δp1=ρ水gΔh1=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×2×10-2 m=200 Pa。
8
(5)设将B从刚浸没的状态上提7.8 cm,水面下降Δh2,则有400 cm2×
Δh2=(10 cm)2×(7.8 cm+Δh2),
解得Δh2=2.6 cm,
10 cm-7.8 cm-2.6 cm<0,B已离开水面。
故实际水面下降的高度:
水对容器底部的压强变化量:
Δp2′=ρ水gΔh2′=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.025 m=250 Pa。
9
解:(1)VB=(10 cm)3=1 000 cm3=10-3 m3,
B浸没时,V排=VB=10-3 m3,
此时容器中水的高度:
h=eq \f(V水+VB,S)=eq \f(4 000 cm3+1 000 cm3,400 cm2)=12.5 cm,
故容器至少高12.5 cm。
(2)B浸没时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×10-3 m3=10 N,
细线对B的拉力:F拉=G-F浮=30 N-10 N=20 N。
Δh=eq \f(V排,S)=eq \f(1 000 cm3,400 cm2)=2.5 cm=2.5×10-2 m,
Δh2′=eq \f(VB,S)=eq \f(1 000 cm3,400 cm2)=2.5 cm=0.025 m,
$$