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(1)设放水前后作用在A端绳子的拉力为F1,圆柱体的体积为和密度分别为 V、ρ,则
F×OB=F1×OA;
∴F1=[OB/OA]×F=[OB/2OB]×1.6N=0.8N;
圆柱形物体的体积为V物=S物h物=10cm2×12cm=120cm3=1.2×10-4m3;
∵圆柱形物体浸没在水中,则V排=V物=1.2×10-4m3;
∴圆柱形物体在水中受到的浮力为F浮1=ρ水Vg=ρ水V排g=1×103kg/m3×1.2×10-4m3×10N/kg=1.2N;
由图可知:动滑轮的绳子股数n=3,
∵杠杆和滑轮的重力及滑轮的摩擦均可忽略不计,
∴F1=[1/n](G-F浮),
∴G=nF1+F浮=3×0.8N+1.2N=3.6N,
∴圆柱体的密度ρ=[m/V]=[G
V物g=
3.6N
1.2×103m3×10N/kg=3×103kg/m3.
(2)杠杆始终保持水平平衡,则滑轮下的物体始终保持静止,又另一种液体的深度比水少2cm,
故物体浸入另一种液体的深度是12cm-2cm=10cm
水的体积是V水=50cm2×20cm-10cm2×12cm=880cm3,
未知液体的体积是V液=50cm2×18cm-10cm2×10cm=800cm3,
由于质量相等,ρ水V水=ρ液V液,
故未知液体的密度 ρ液=
ρ水V水
V液=
1g/cm3×880cm3
800cm3=1.1g/cm3=1.1×103kg/m3;
未知液体对圆柱形容器底部的压强p=ρ液gh液=1.1×103kg/m3×10N/kg×0.18m=1980Pa.
(3)若容器中液体为某种未知液体时,设杠杆B端的拉力为F′.
∵未知液体的深度为18cm,杠杆始终保持水平平衡.
∴圆柱形的物体位置不变,则V排=S(L-△h)=10cm2×(12cm-2cm)=100cm3=1×10-4m3,
则作用在A端绳子的拉力F2=
1/n](G-F浮2)=[1/n](G-ρ液V排g)=[1/3]×(3.6N-1.1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3)≈0.83N,
根据杠杆平衡条件得:
F′×OB=F2×OA;
∴F′=[OA/OB]×F2=[2OB/OB]×0.83N=1.69N.
答:(1)圆柱形物体的密度为3×103kg/m3.
(2)若容器中液体为某种未知液体时,未知液体对圆柱形容器底部的压强为1980Pa.
(3)若容器中液体为某种未知液体时,杠杆B端的拉力为1.69N.
点评:
本题考点: 滑轮组绳子拉力的计算;密度的计算;杠杆的平衡分析法及其应用;液体的压强的计算.
考点点评: 本题考查浮力、密度、体积等的计算,关键是公式及其变形的灵活运用,难点是对物体进行受力分析,本题难度很大,解题时一定要认真仔细.
1年前
1年前1个回答
你能帮帮他们吗