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2012房山初中物理一模第23题如何解

作者:职业培训 时间: 2025-01-13 07:43:27 阅读:192

分析:

由“质量不计、长度为10cm的弹簧”、“弹簧的长度缩短为2cm;”及“弹簧的长度每改变1cm时,所受力的变化量为1N”可得:G物=1N×(L0-L)=1N/cm×(10cm-2cm)=8N;

由“物块有1/5的体积露出水面时,弹簧的长度又恢复到原长”,可得:F浮=G物,

即 ρ水gV排=ρ物gV物,ρ水g(1-1/5)V物=ρ物gV物,∴ρ物=0.8ρ水

∴V物=G物/(ρ物g)=8/(0.8ρ水)=10^(-3)m³=1000cm³

由“正方体物块”可得其边长a=10cm=0.1m,物体底面积S物=a²=10×10=100cm²=0.01m²

这时水深H=L0+(1-1/5)a=10+(1-1/5)×10=18(cm)

由“现继续向容器内倒入0.2kg的水后(水不溢出)”可得容器内增加水的体积:

ΔV水=Δm水/ρ水=200/1=200(cm³)

由于向容器内倒入水后,浮力增加,弹簧增长,假设加水后物体刚好浸没,则

水面上升Δh=(a/5)=10/5=2cm,浮力增加ΔF浮=ρ水gS物Δh=1.0X10³×10×0.01×0.2=2N

这时弹簧应增长ΔL=2N/1(N/cm)=2cm,那么应该增加水的体积

ΔV'水=S容ΔL+(S容-S物)Δh=150×2+(150-100)×2=400(cm)>ΔV水,所以加水后物体不可能浸没。故可设加水后弹簧增长Δh'cm,水面升高Δh''cm,

则浮力增加ΔF浮=Δh'(N);这时 ΔV排=S物Δh''10^(-2) 

故ΔF浮=ρ水gS物Δh''10^(-2)=10³×10×0.01Δh''10^(-2)=Δh''(N),

∴ Δh'=Δh''

所以 S容Δh'+(S容-S物)Δh''=ΔV水,即150Δh+(150-10×10)Δh=200,∴Δh=1(cm)

这时水深H'=H+Δh'+Δh''=18cm+1cm+1cm=20cm

则容器底部所受水的压强为 p=ρ水gH'=1.0×10³×10×20×10^(-2)=2×10³Pa

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文章来源:天狐定制

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