> 物理 >
如图所示,一边长为10cm的立方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面.若g取10N/kg,求:

①木块的密度是多大?
②用手将木块缓慢压入水中,当木块刚好全部没入水中时,手对木块的压力是多大?
③盛水容器中水的深度为15cm.若忽略将木块压入水中的过程中容器内水面的上升,则将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功是多少?已知将木块从如图所示位置缓慢压到刚好全部没入水中的过程中,压力是变化的,该变化的压力所做的功,可以用一个恒力所做的功来代替,这个恒力的大小等于最大压力的二分之一.
人气:463 ℃ 时间:2019-10-09 12:23:24
解答
(1)木块的体积:
v=(10cm)3=1000cm3=1000×10-6m3
∵木块漂浮,有
1
2
v露出水面,
∴FgV,F=G
即:ρgVg
1
2
VgV
∴ρ=
1
2
ρ=
1
2
×1×103kg/m3=0.5×103kg/m3
(2)∵木块漂浮,
∴木块的重:
G=FgVg
1
2
V=1×103kg/m3×10N/kg×
1
2
×103×10-6m3=5N,
木块完全浸没后的浮力:
F′=ρgV′=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×103×10-6m3=10N,
∵木块完全浸没时:
F′=F+G
∴手对木块的压力(最大压力):
F=F′-G=10N-5N=5N;
(3)由题知,从如图所示位置缓慢压到刚好全部没人水中的过程中,
恒力F1=
1
2
F=
1
2
×5N=2.5N,木块下移距离h1=
1
2
×10cm=0.05m,
该过程手的压力做功:
W1=F1h1=2.5N×0.05m=0.125J;
从刚好全浸入到容器底,
手对木块的压力不变,大小为F2=F=5N,
木块下移距离:
h2=15cm-10cm=5cm=0.05m
该过程手的压力做的功:
W2=F2h2=5N×0.05m=0.25J;
将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功
W=W1+W2=0.125J+0.25J=0.375J.
答:①木块的密度是0.5×103kg/m3
②当木块刚好全部没入水中时,手对木块的压力是5N;
③将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功是0.375J.
推荐
猜你喜欢
© 2024 79432.Com All Rights Reserved.
电脑版|手机版