分析 (1)容器內(nèi)水的體積加上正方體物塊一半的體積等于后來(lái)水的深度乘以容器的底面積,據(jù)此求出正方體的邊長(zhǎng),進(jìn)一步得出物塊排開水的體積,根據(jù)阿基米德原理求出物塊受到的浮力,物塊的重力減去受到的浮力即為物塊對(duì)容器底部的壓力,利用p=$\frac{F}{S}$求出物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng);
(2)物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為零時(shí),處于漂浮狀態(tài),受到的浮力和自身的重力相等,根據(jù)阿基米德原理求出排開水的體積,根據(jù)V=Sh求出液面上升的高度,進(jìn)一步求出需加的水的體積.
解答 解:(1)設(shè)容器的橫截面積為S2,正方體的橫截面積為S1,正方體的邊長(zhǎng)為a,容器內(nèi)水的深度為h水,放入物體后的深度(h水+2cm),則
h水S2+$\frac{1}{2}$a×S1=(h水+2cm)S2,
整理可得:
a=$\frac{2{S}_{2}}{{S}_{1}}$×2cm=$\frac{2×2{S}_{1}}{{S}_{1}}$×2cm=8cm,
則V排=S1×$\frac{1}{2}$a=a2×$\frac{1}{2}$a=$\frac{1}{2}$×(8cm)3=256cm3=2.56×10-4m3,
物塊受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.56×10-4m3=2.56N,
物塊的重力:
G=mg=0.5kg×10N/kg=5N,
物塊對(duì)容器底部的壓力:
F壓=G-F浮=5N-2.56N=2.44N,
受力面積:
S1=a2=(8cm)2=64cm2=0.0064m2,
物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng):
p=$\frac{{F}_{壓}}{{S}_{1}}$=$\frac{2.44N}{0.0064{m}^{2}}$=381.25Pa;
(2)物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為零時(shí),處于漂浮狀態(tài),
則F浮′=G,
根據(jù)F浮=ρ水gV排可得物塊排開水的體積:
V排′=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10-4m3,
液面上升的高度:
△h′=$\frac{{V}_{排}^{′}}{{S}_{1}}$-$\frac{a}{2}$=$\frac{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}{0.0064{m}^{2}}$-$\frac{8cm}{2}$=0.078125m-4cm=7.8125cm-4cm=3.8125cm,
需加的水的體積:
V=(S2-S1)△h′=(2S1-S1)△h′=S1△h′=64cm2×3.8125cm=244cm3.
答:(1)物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為381.25Pa;
(2)若再緩緩向容器中注入水,至少需要加244cm3的水,才能使物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為零.
點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)和液體體積的計(jì)算,涉及到阿基米德原理和壓強(qiáng)公式、重力公式的應(yīng)用,要注意物塊對(duì)容器底的壓強(qiáng)為零時(shí)可認(rèn)為物塊沒離開容器的底部.
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 電影放映 | B. | 凹面鏡取火 | ||
C. | 手機(jī)自拍 | D. | 天體觀測(cè) |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 若要使小彩燈在家庭電路中正常工作,應(yīng)把55盞小彩燈串聯(lián)起來(lái)使用 | |
B. | 每盞小彩燈正常工作時(shí)的電阻是20Ω | |
C. | 每盞小彩燈的額定功率是0.8W | |
D. | 小彩燈不工作時(shí),電阻為零 |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 用筷子夾取食物時(shí),利用了摩擦力 | |
B. | 打開醋瓶能聞到酸味說(shuō)明分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng) | |
C. | 駛員在駕駛車輛時(shí)需系上安全帶是防止慣性帶來(lái)的傷害 | |
D. | 公交車內(nèi)的破窗錘是通過增大受力面積的方法來(lái)減小壓強(qiáng) |
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來(lái)源: 題型:解答題
燈的功 率/W | 物體和燈 的距離/m | 像的明 暗程度 |
5 | 1 | 暗 |
25 | 1 | 較暗 |
40 | 1 | 亮 |
燈的功 率/W | 物體和燈 的距離/m | 像的明 暗程度 |
5 | 0.5 | 亮 |
5 | 1.0 | 較亮 |
5 | 1.5 | 暗 |
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