在一长为10cm的平底试管里装有适量细沙,称得其总质量为12g,试管的底面积为2平方厘米,把试管放入水中,试管竖立浮在水面上,问
(1)试管所受到的水的压强有多大?
(2)试管露出水面的高度为多大?
(3)再向试管中放些细沙,是试管浸入水中的深度为8cm,则又增加了多少克细沙?
在一长为10cm的平底试管里装有适量细沙,称得其总质量为12g,试管的底面积为2平方厘米,把试管放入水中,试管竖立浮在水面上,问
(1)试管所受到的水的压强有多大?
(2)试管露出水面的高度为多大?
(3)再向试管中放些细沙,是试管浸入水中的深度为8cm,则又增加了多少克细沙?
(1)由P=mg/S,P=600Pa(帕)
(2)设试管浸在水中的深度为h,则P=ρgh,由于P=600Pa,于是得,h=0.06m=6cm,试管露出水面的高度为10cm-6cm=4cm
(3)由P=ρgh,当h=8cm时,P=800Pa,由P=Mg/S,故M=16g,因此,增加了M-m=16g-12g=4g细沙
因试管浮于水面。所以,F浮=G物=mg=0.012*10=0.12牛。
F浮=PS,所以P=F浮/S=0.12/2*10^-4=600帕。
F浮=G排=p液gV排,所以,V排=F浮/p液g=0.12/10^3*10=1.2*10^-5立米。
试管浸入的深度H1=V排/S=1.2*10^-5/2*10^-4=0.06米=6厘米。
试管露出的高度H2=H-H1=10-6=4厘米。
当浸入深度是8厘米时,V排"=2*8=16立方厘米。
此时的浮力F浮"=p液gV排"=1.0*10^3*10*16*10^-6=0.16牛。
增加的浮力,即是增加的物重=F浮"-F浮=0.16-0.12=0.04牛。
所以,增加的沙的质量M=0.04/10=0.004千克=4克。
解1.由P=mg/S
P=600Pa(帕)
2.P=ρgh
由于P=600Pa
h=0.06m=6cm
试管露出水面的高度为10cm-6cm=4cm
3.由P=ρgh
h=8cm时
P=800Pa
由P=Mg/S
M=16g
M-m=16g-12g=4g