Question

【题目】育才中学物理兴趣小组在学习压强浮力后,进行了如下操作:向底面积为100cm2、高为25cm的薄壁圆柱形容器里注入适量水,静置在水平桌面上,用细绳(不计体积)吊着一均匀实心工件AB(不吸水)缓慢漫入水中。该工件重24N,A、B部分均为圆柱形,高度均为10cm,其中A部分的横截面积为80cm2,B部分的横截面积为40cm2。如图,当A部分浸入水中5cm时,容器中水的深度为20cm。求:

（1）该工件的密度

（2）用细绳吊着工件AB继续往下移动,当A部分多浸入水中2cm时,此时液体对容器底部的压强;

（3）从图中工件所处位置继续下降,直到某一位置时细绳所受拉力为14N,该过程中工件AB所受重力做功.

Answer 1

【答案】(1)；(2)；(3)。

【解析】

(1)A部分的体积：

B部分的体积：

则该工件的体积：

由可得，该工件的密度；

(2)由题意可知，当A部分浸入水中5cm时,容器中水的深度为20cm；所以当A部分多浸入水中2cm时，有：

解得：

故此时水的深度是28cm，此时液体对容器底部的压强是：

(3)当细绳所受拉力为14N时，工件所受的浮力是：

由可知，此时工件排开水的体积是：

由于大于，可以判断A部分已经完全浸没在水中，B部分浸没在水中的高度是：

所以从图中工件所处位置继续下降,直到某一位置时细绳所受拉力为14N,该过程中工件AB下降的高度是：

重力做功是：

答：(1)该工件的密度是；

(2)用细绳吊着工件AB继续往下移动,当A部分多浸入水中2cm时,此时液体对容器底部的压强是；

(3)从图中工件所处位置继续下降,直到某一位置时细绳所受拉力为14N,该过程中工件AB所受重力做功。