问题
计算题
如图所示,甲圆柱形容器中装有适量的水。将密度均匀的木块A放入水中静止时,有的体积露出水面,如图乙所示,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了300 Pa。若在木块A上表面轻放一个质量为m的物块,平衡时木块A仍有部分体积露出水面,如图丙所示,此时水对容器底部的压强比图甲水对容器底部的压强增加了400Pa。若将容器中的水换成另一种液体,在木块A上表面轻放一个质量为m的物块,使平衡时木块A露出液面部分与丙图相同,如图丁所示。若m1∶m2=5∶1,ρ水=1.0×103kg/m3。
⑴在木块A上表面轻放一个质量为m1的物块平衡时,如图丙所示,木块A露出水面的部分占自身体积的多少?
⑵另一种液体的密度为多少kg/m3 ?
答案
解:
(1)设A 的体积为V 、容器的底面积为S ,
∵A 在水中漂浮,
∴F浮=ρ水V排g=ρ水Vg=GA,
甲图和乙图比较,容器底受到的压力差:
△F=GA,
比较甲乙两图,△P=
同理,比较甲丙图,△P ′=
得:
V排′=V;
此时木块A 露出水面的部分占自身体积
(2 )在丙图中,由于m1和A 漂浮,可得:
在丁图中,
∴m2=ρ液V-ρ水V,
∵m1 :m2=5 :1 ,
即:
解得:ρ液=0.8ρ水=0.8 ×1.0 ×103kg/m3=0.8 ×103kg/m3.