科学家胡克经过大量的实验研究发现,在弹性限度内,弹簧的伸长△x与它受到的拉力F大小成正比,即F=k△x,k由弹簧的结构和材料决定.小强同学将某种新材料制成的实心球与一个原长为10厘米的弹簧一端相连,弹簧另一端固定在容器底部.当容器内注入适量清水后(球浸没在水中),如图所示,弹簧的长度为14厘米;把水倒掉,换成适量酒精(球浸没在酒精中),弹簧的长度变为12厘米.问:新材料的密度为多少?如果在空气中,把此球挂在该弹簧上,弹簧的长度是多少?(已知酒精的密度为0.8×l03千克/米3,该新材料在水和酒精中都不会浸湿)
科学家胡克经过大量的实验研究发现,在弹性限度内,弹簧的伸长△x与它受到的拉力F大小成正比,即F=k△x,k由弹簧的结构和
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解决时间 2021-12-30 01:45
- 提问者网友:萌卜娃娃
- 2021-12-29 03:50
最佳答案
- 五星知识达人网友:duile
- 2021-12-29 05:13
在水中时,△x1=14cm-10cm=4cm,
k△x1+ρVg=ρ水Vg…①
在酒精中时,△x2=12cm-10cm=2cm,
k△x2+ρVg=ρ酒Vg…②,
由①、②得
k
gV=
ρ水?ρ酒
△x1?△x2=100kg/(m3?cm)…③,
将③代入①求得ρ=0.6×103kg/m3,
在空气中时,k△x3=ρVg,
k
Vg△x3=ρ=0.6×103kg/m3,
解得△x3=6cm.
则长度为l3=△x3+l0=6cm+10cm=16cm.
答:新材料的密度为0.6×103kg/m3,
如果在空气中,把此球挂在该弹簧上,弹簧的长度是16cm.
试题解析:
由题意可知,无论是在水中或是酒精中,球都是一个静止状态,受平衡力的作用,向下受到弹簧的拉力和自身的重力,向上受到液体的浮力,因为状态时静止所以拉力+重力=浮力.第一次弹簧被拉长4厘米,根据提供的公式得到拉力=k△4,小球的重力是ρVg,浮力是ρ水Vg.得到4k+ρVg=ρ水Vg,同理可得,在酒精中的公式为2k+ρVg=ρ酒Vg=800Vg,两式相减可得到ρ,得到了密度,就可以把密度带回原始式求得弹簧劲度系数K,伸长的长度就得到了,然后可求得弹簧的长度了.
名师点评:
本题考点: 密度的计算;弹簧测力计及其原理.
考点点评: 此题主要考查密度的计算,弹簧测力计及其原理,对同学的综合素质要求很高,是一道难题.
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- 1楼网友:神鬼未生
- 2021-12-29 05:20
谢谢解答
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