[上海中考]备战2020年中考物理压强压轴题大剖析:专题04 在容器里加物体后,无液体溢出(解析版和原卷版)
【内容简介】一、常见题目类型1.把柱体(正方体、长方体或圆柱体)甲浸没在乙容器的液体中,液体不溢出(图1)。2.把实心均匀的小球(或物体)浸没在柱形容器液体中,液体不溢出(图2)。 3.把实心均匀的小球(或物体)浸没在两柱形容器液体中,液体不溢出(图3)。二、例题【例题1】如图1所示,圆柱体甲和薄壁圆柱形容器乙置于水平地面。甲的重力为10牛,底面积为5×10-3米2。 ① 求甲对地面的压强p甲。②将甲浸没在乙容器的水中后(无水溢出),若乙容器对地面压强的增加量是水对乙容器底部压强增加量的2.7倍,则求甲的密度甲。【答案】①2×103帕;②2.7×103千克/米3 【解析】① p甲=F甲/S甲=G甲/S甲=10牛/5×10-3米2=2×103帕 ②甲浸没在乙容器的水中后,乙容器对地面压强的增加量Δp容=ΔF容/S容=G甲/S容水对乙容器底部压强增加量Δp水=ρ水gΔh=ρ水g V甲/S容因为Δp容=2.7Δp水 G甲/S容=2.7ρ水g V甲/S容G甲=ρ水g V甲 ρ甲g V甲=2.7ρ水g V甲所以 ρ甲=2.7ρ水=2.7×103千克/米3 【例题2】如图2所示,有一薄壁柱形容器置于水平地面上,容器中装有水。现将一只质量为2千克的实心小球浸没在容器的水中,水不溢出,分别测出小球浸入前和浸没后水对容器底部的压强p水、小球浸入前和浸没后容器对水平地面的压强p地,如下表所示。求: ① 小球浸入前,容器中水的深度h水。② 容器中水的重力G水。③ 实心球的密度ρ球。【答案】①0.2米;②39.2牛;③2.5×103千克/米3。【解析】① 由p水=ρ水gh水可求小球浸入前,容器中水的深度h水:h水=p水/(ρ水g)=1960帕/(103千克/米3×9.8牛/千克)=0.2米② 容器对水平地面增大的压强为Δp地=p’地-p地=3430帕-2450帕=980帕容器的底面积为S容=△F地/ △P地= m地g/△P地=(2千克×9.8牛/千克)/980帕=2×10-2米2∵容器是柱形∴G水=F水=p水S=1960帕×2×10-2米2=39.2牛③ 水对容器底部增大的压强Δp水=p´水-p水=2352帕-1960帕=392帕根据Δp水=ρ水gΔh 可求升高的高度Δh水△h水=△p水/(ρ水g)=392帕/(103千克/米3×9.8牛/千克)=0.04米∵小球浸没∴实心球的体积V球=ΔV水=S容Δh水=2×10-2米2×0.04米=8×10-4米3实心球的密度ρ球=m球/V球 = 2.千克/8×10-4米3 =2.5×103千克/米3 【例题3】如图3(a)所示,底面积为2×10-2米2的薄壁轻质圆柱形容器放在水平地面上。容器内水的深度为0.1米。
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