求物理大神

Question

如题所述

Answer 1

1、解：（1）∵细线恰好被拉直时，细线的拉力刚好为零，
∴圆柱体受到的浮力和重力相等，
∵F浮=ρ水gV排=ρ水g（1-）Sh，G圆柱体=m圆柱体g=ρ圆柱体gV=ρ圆柱体gSh，
∴ρ水g（1-）Sh=ρ圆柱体gSh，
∴ρ圆柱体=ρ水=×1.0×103kg/m3=0.6×103kg/m3；
（2）绳重刚拉断时，G圆柱体+F拉=F浮′，
此时，圆柱体受到浮力的改变量：
△F浮=12N，
此时圆柱体排开水体积的增加量：
△V排===1.2×10-3m3=1200cm3，
水面上升的高度：
△h===6cm，
∴此时水面的高度：
h′=h+△h=20cm+6cm=26cm；
（3）当细线被拉断后，圆柱体又漂浮，排开水减少了的体积为：
△V=1200cm3，
此时水面下降的高度：
△h′===3cm=0.03m，
水对容器底部减少的压强：
△p=ρ水g△h′=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa．
答：（1）圆柱体A的密度为0.6×103kg/m3；
（2）再向容器内注入水，水面升高到26cm时，细线刚好被拉断；
（3）当细线被拉断后停止注水，A上浮至静止在水面时，水对容器底部的压强较细线刚好被拉断时变化了300Pa．
4、
解：（1）蓄水罐中水位跟橡胶片处水位差恒为h1=1.6m；故水对橡胶片的压强为p1=ρgh1=1000kg/m3×10N/kg×1.6m=16000Pa；
F1=p1S=16000Pa×0.0004m2=6.4N
（2）以橡胶片C为研究对象，C共受到3个力的作用，即：蓄水罐中水对C向上的压力F1、控制槽中水对C向下的压力F2、细杆对橡胶片C向下的压力F3；C的受力面积为S=4cm2=0.0004m2；
根据平衡力知识可得F1=F2+F3；其中F1＝6.4N；
F2=p2S=ρgh2S=1000kg/m3×10N/kg×0.1m×0.0004m2=0.4N；
故细杆对橡胶片C的压力为：F3=F1-F2=6.4N-0.4N=6N；
（3）根据力的作用是相互的，细杆对杠杆的A点向上的力为FA=F3=6N；作用在杠杆B点向上的力为B球受到的浮力F浮；
不计杆及球的自重，根据杠杆平衡条件F1L1=F2L2可知：FA•OA=F浮•OB；即：6N•AO=F浮•6AO；故F浮=1N．
答：（1）蓄水罐中的水对橡胶片的压力为6.4N；
（2）平衡时细杆对橡胶片C的压力大小为6N；
（3）浮球受浮力为1N．