底面积为50cm2的容器中装有一定量的水,用轻质细绳相连的体积相同的甲、乙两球悬浮在水中,如图所示;将细绳剪断后,甲球漂

底面积为50cm2的容器中装有一定量的水,用轻质细绳相连的体积相同的甲、乙两球悬浮在水中,如图所示;将细绳剪断后,甲球漂浮且有[2/5]的体积露出水面,乙球沉入水底;若细绳剪断前、后,水对容器底部的压强变化了40Pa,g取10N/kg,则乙球的质量为______g.
ly1982910 1年前 已收到1个回答 举报

lyzz 幼苗

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解题思路:两球悬浮在水中,浮力等于重力,由此可以得到甲乙两球的密度与水的密度的等量关系;剪断细绳后,甲球漂浮且知道露出水面的体积,可以得出甲球的密度,从而得出乙球的密度;甲球漂浮时相对悬浮,排开水的体积减小,所以水对容器底的压强减小,根据液体压强计算公式的变形,可以得到水深减小的数值,从而得出甲球漂浮时露出水面的体积,进一步计算出甲球的体积,也就是乙球的体积;最后根据乙球的密度和体积得出乙球的质量.

当两球悬浮在水中时
F=G+G
ρg2V=ρgV+ρgV
化简得 2ρ乙 ①
当剪断细绳后,甲球漂浮

ρ甲
ρ水=

3
5V
V
解得ρ=0.6×103kg/m3
由①②得ρ=1.4×103kg/m3
由于细绳剪断后,甲球漂浮
所以容器中水面下降,即水对容器底的压强减小.
△P=ρgh
h=[△P
ρ水g =
40Pa
1.0×103kg/m3×10N/kg =4×10-3m
△V=Sh=5×10-3m2×4×10-3m=2×10-5m3
所以甲球的体积为
V=
5/2]△V=[5/2]×2×10-5m3=5×10-5m3
V=V=5×10-5m3
mV
=1.4×103kg/m3×5×10-5m3
=0.07kg=70g
故答案为 70g

点评:
本题考点: 液体的压强的计算;阿基米德原理.

考点点评: 解决此题关键点有三:根据两球悬浮得出两球密度与水的密度的关系;根据甲球漂浮得出甲球密度与水的密度的关系;根据水对容器底压强的变化得到甲球排开水的体积的变化,从而得到甲球的体积,乙球的体积.其中,找到第三个关键点难度最大.

1年前

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