更新时间:作者:小小条
践行者初中物理力学典题详解第602题

解析:(1)由题意可知:
物体C的质量m=0.5kg,
则它的重力G=mg
=0.5kg×10N/kg=5N;
(2)由题意可知:
①轻杆B质量不计,且忽略形变,
②随着水位的变化,B对A既有压力的作用,
也有拉力的作用;
由丙图可知:
当V抽=0时,F压max=15N,
因为F压max>G,
所以B对A有方向竖直向下的压力作用,
由平衡条件可知:
当A浸没在水中时,
它受到的浮力F浮max=F压max+G
=15N+5N=20N,
则V排max=VA=F浮max/ρ水g
=20N/1.0×10³kg/m³×10N/kg
=2×10⁻³m³;
(3)由题意可知:
①长方体水舱装水体积V=0.014m³,
②S舱=0.04m²,
③圆柱体C的底面积Sc=0.01m²,
④当V抽=0.01m³时,C下端刚好漏出水面,
则此时水舱里剩余水的体积
V剩=V-V抽
=0.014m³-0.01m³=0.004m³,
则C底部距离水舱底部的距离
h0=V剩/S舱
=0.004m³/0.04m²=0.1m,
且此时F拉=G=5N;
(4)当力传感器示数为2N时,
由丙图可知:F既可以是压力,
也可以是拉力;
①当F压=2N时,
F浮=F压+G=2N+5N=7N,
V排=F浮/ρ水g
=7N/1.0×10³kg/m³×10N/kg
=7×10⁻⁴m³,
则C浸在水中的深度h1=V排/Sc
=7×10⁻⁴m³/0.01m²
=0.07m,
则此时水舱里水的深度H=h0+h1
=0.1m+0.07m=0.17m,
水舱里剩余水对舱底的压强
p=ρ水gH
=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.17m
=1700Pa;
②当F拉=2N时,
F浮=G-F压=5N-2N=3N,
V排=F浮/ρ水g
=3N/1.0×10³kg/m³×10N/kg
=3×10⁻⁴m³,
则C浸在水中的深度h1=V排/Sc
=3×10⁻⁴m³/0.01m²
=0.03m,
则此时水舱里水的深度H=h0+h1
=0.1m+0.03m=0.13m,
水舱里剩余水对舱底的压强
p=ρ水gH
=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.13m
=1300Pa;
综上:当力传感器示数为2N时,水对水舱模型底部的压强为1700Pa或1300Pa。
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