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两个质量不计的薄壁圆柱

2020-10-11知识10

甲、乙两个自重不计的薄壁圆柱形容器,盛有两种不同的液体,将两个相同的小球分别放入液体中,小球静止时位置如图所示,此时液面相平,则(  ) A、物体在乙中悬浮,则ρ乙=ρ物,在甲中漂浮,则ρ甲>;ρ物,可知甲中液体密度比乙中液体密度大,故A错误;B、甲悬浮,F浮甲=G排甲=G;乙漂浮,则F浮乙=G排乙=G,可知G排甲=G排乙,两容器中物体受到的浮力相同,故B错误;C、甲、乙两个薄壁圆柱形容器自重不计,它们对桌面的压力都等于液体和小球的重力,所以取出小球后,甲容器和乙容器对桌面的压力变化量相等,都等于小球的重力.故C正确;D、由A可知,ρ甲>;ρ乙,h甲=h乙,由p=ρgh可知,甲容器底部受到的液体压强小于乙容器底部受到的液体压强,故D错误.故选C.

 两个质量不计的薄壁圆柱

如图所示,质量相等的甲、乙两个薄壁圆柱形容器内分别盛有深度相同的A、B两种液体,且ρ (1)放入小球前甲乙液面相同,ρA=2ρB,根据公式p=ρgh可知,甲容器的底部所受液体的压强大于乙容器底部所受液体的压强;又因为S乙=2S甲,根据公式F=pS可知,放入小球前,甲容器的底部所受液体的压力FA=ρAghS甲=2ρBghS甲,乙容器底部所受液体的压力FB=ρBghS乙=ρBgh2S甲=2ρBghS甲,即甲容器的底部所受液体的压力等于乙容器底部所受液体的压力,又因为容器质量相等,所以放入小球前,甲容器对桌面的压力等于乙容器对桌面的压力,故A错误,B错误.(2)由于两容器为直壁容器,液体对容器底的压力等于液体重,甲液体的体积小于乙液体的体积,甲液体的重等于乙液体的重,所以甲对容器底部的压力等于乙对容器底部的压力,又因为底面积不同,故对桌面的压强不同,故C错误.(3)分别在两容器中放入两个完全相同的金属球后,在甲中漂浮,在乙中悬浮,受到的浮力相等,根据公式F浮=ρgV排可知,小球在甲中排开液体的体积是小球在乙中排开液体体积的一半,甲容器的底面积是乙的一半,所以两液体升高的高度相等,因为A液体的密度大,根据公式P=ρgh可知,甲对容器底部的压强大于乙对容器底部的压强;故D正确.故选D.

 两个质量不计的薄壁圆柱

如图所示,放在水平面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积为100cm

 两个质量不计的薄壁圆柱

水平地面上有一个底面积为0.01m

水平地面上有一个质量为1.2kg、底面积为1×10 (1)水对容器底的压力为:G=mg=4kg×10N/kg=40N;容器底部受到的水的压强为:p=FS=40N1×10-2m2=4000Pa;(2)物块浸没在水中时,水面升高的高度为:h=VS=2×10-2m31×10-2m2=2m;水对容器底部压强增加值为:p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×2m=20000Pa;答:(1)容器底部受到的水的压强为4000Pa;(2)将一体积为2×10-2m2的物块浸没在水中,水未溢出,水对容器底部压强增加20000Pa.

如图所示,放在水平面上的薄壁圆柱形容器重4N,底面积为100cm (1)玻璃管竖直插在水面下10cm处,水对铜板的压强:p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa;(2)由p=FS可知:F=pS管=1×103Pa×20×10-4m2=2N,铜板刚好不脱离试管,水对铜板压力F=G管+G铜=2N,所以,G管=F-G管=2N-0.5N=1.5N,则m铜=G铜g=1.5N10N/kg=0.15kg;(3)由ρ=mV得水的体积:V水=m水ρ水=3kg1.0×103kg/m3=3×10-3m3,玻璃管浸入体积V′=S管h=20×10-4m2×0.1m=2×10-4m3,水的深度h=V水+V′S容=3×10-3m3+2×10-4m3100×10-4m2=0.32m,水对容器底的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.32m=3.2×103Pa;容器对水平地面压力F′=G容+G水+G管+G铜=4N+3kg×10N/kg+0.5N+1.5N=36N,容器底对桌面压强p′=F′S容=36N100×10-4m2=3600Pa.(4)若“用手拿着玻璃管竖直”则玻璃管的重力不在作用在铜板上,所以铜板刚好不脱离试管,铜板的重力与水对它产生的压力相等,即G铜′=F=2N,则m铜′=G铜′g=2N10N/kg=0.2kg.答:(1)水对铜板的压强为1×103Pa;(2)铜板的质量为0.15kg;(3)此时水对容器底部的压强为3.2×103Pa,容器对水平地面的压强3600Pa;(4)若将题中“把玻璃管自由竖直”改为“用手拿着玻璃管竖直”则铜板的质量为0.2kg.

#压强

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