分析 (1)根據(jù)杠桿平衡條件,分別將物體浸沒在水中和酒精中時的情況,列出相等的關(guān)系式;
根據(jù)人對地面的壓強之比列出關(guān)系式,得出物體的體積,從而可計算出物體的密度;
(2)計算出放入物體前水的深度,由p=ρ液gh計算出水對容器底的壓強;
(3)計算出物體浸沒在水中時的浮力,根據(jù)杠桿平衡條件得出A端對人的拉力,從而可計算出人對地面的壓力,由壓強公式得出人對地面的壓強.
解答 解:(1)設(shè)物體的體積為V,當(dāng)物體浸沒在水中和酒精中時,受到的浮力分別為:
F浮水=ρ水gV,F(xiàn)浮酒精=ρ酒精gV;
根據(jù)杠桿的平衡條件,當(dāng)物體浸沒在水中時,
FA•OA=(GB-F浮水)•OB;
則FA=(GB−F浮水)×OBOA=2(GB-F浮水)=2(GB-ρ水gV); ①
當(dāng)物體浸沒在酒精中時,
FA′•OA=(GB-F浮酒精)•OB
則FA′=(GB−F浮酒精)×OBOA=2(GB-F浮酒精)=2(GB-ρ酒精gV); ②
由題意知,p1p2=G人−FAS:G人−FA′S=\frac{{G}_{人}-2({G}_{B}-{ρ}_{水}gV)}{{G}_{人}-2({G}_{B}-{ρ}_{酒精}gV)}
代入數(shù)據(jù)可知:\frac{30}{29}=\frac{600N-2×(100N-1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg×V)}{600N-2×(100N-0.8×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg×V)}
解得V=4×10-3m3;
由G=mg得,物體的質(zhì)量mB=\frac{{G}_{B}}{g}=\frac{100N}{10N/kg}=10kg;
則ρB=\frac{{m}_{B}}{V}=\frac{10kg}{4×1{0}^{-3}{m}^{3}}=2.5×103kg/m3.
(2)由題意知,物體浸沒后,液面上升△h=\frac{V}{S}=\frac{4×1{0}^{-3}{m}^{3}}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}=0.4m;
放入物體前水的深度h=60×10-2m-0.4m=0.2m
則水對容器底的壓強p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa;
(3)由①知,F(xiàn)A=2(GB-ρ水gV)=2×(100N-1×103kg/m3×10N/kg×4×10-3m3)=120N;
則此時人對地面的壓力F壓=G人-FA=600N-120N=480N;
則p′=\frac{{F}_{壓}}{{S}_{人}}=\frac{480N}{4×1{0}^{-2}{m}^{2}}=1.2×104Pa.
答:(1)物體的密度為2.5×103kg/m3;
(2)物體浸入水中前,水對容器底的壓強是2000Pa;
(3)人對地面的壓強是1.2×104Pa.
點評 本題是有關(guān)浮力、壓強和杠桿的綜合計算題目,綜合考查了浮力、密度、壓強、杠桿平衡條件的應(yīng)用和計算,能夠根據(jù)已知條件計算出物體的體積是解決問題的關(guān)鍵.有一定難度.
科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 成年人的體重約為50N | B. | 中學(xué)生的正常體溫約為41℃ | ||
C. | 家用電風(fēng)扇的額定功率約2000W | D. | 自行車行駛的速度約為5m/s |
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 仍做勻速直線運動 | B. | 突然做加速直線運動 | ||
C. | 突然轉(zhuǎn)向拐彎 | D. | 突然剎車 |
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科目:初中物理 來源: 題型:解答題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 電流表應(yīng)選0~0.6A的量程 | B. | 電壓表應(yīng)選0~15V的量程 | ||
C. | 滑動變阻器應(yīng)選(50Ω,2A) | D. | 以上說法都不正確 |
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科目:初中物理 來源: 題型:填空題
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科目:初中物理 來源: 題型:選擇題
A. | 導(dǎo)體的電阻與其兩端的電壓成正比,與通過它的電流成反比 | |
B. | 導(dǎo)體中通過的電流越大,則電阻越小 | |
C. | 加在導(dǎo)體兩端的電壓越大,則電阻越大 | |
D. | 導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體兩端的電壓和通過它的電流無關(guān) |
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