将重为6N、底面积为100cm2的柱形容器放在水平桌面上,并往容器里注入20cm深的液体。在弹簧测力计下挂体积为400cm3的物体A时,弹簧测力计的读数为10N;将物体A浸没在液体中时(如图所示)弹簧测力计的读数为5.2N(容器的厚度不计,液体始终未溢出)。求:
(1)物体A浸没在液体中时受到的浮力;
(2)液体的密度;
(3)物体A浸没后比未放入时,液体对容器底压强的变化量;
(4)物体A浸没时,容器对桌面的压强。
(1)4.8N;(2)1.2×103kg/m3;(3)480Pa;(4)3480Pa
【解析】
(1).物体浸没在液体中时受到的浮力为:
F浮=G物-F=10N-5.2N=4.8N;
(2).由F浮=ρ液gV排得,液体的密度为;
;
(3).由△V=S容△h得,物体浸没时,液面高度的变化量:
,
液体对容器底压强的变化量:
△p=ρ液g△h=1.2×103kg/m3×10N/kg×4×10-2m=480Pa;
(4).容器中液体的体积:V液=S容h=100×10-4m2×20×10-2m=2×10-3m3
容器中液体的重力:G液=m液g=ρ液gV液=1.2×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=24N;
把容器、水和物体当作一个整体,进行受力分析得(如图所示)
则水平桌面受到的压力:
F=F支=G物+G杯+G液-F拉=10N+6N+24N-5.2N=34.8N
容器对桌面的压强为;
。
答:(1).物体A浸没在液体中时受到的浮力为4.8N;
(2).液体的密度为1.2×103kg/m3;
(3).物体A浸没后比未放入时,液体对容器底压强的变化量为480Pa;
(4).物体A浸没时,容器对桌面的压强为3480Pa。
某公路路面所能承受的最大压强为8×105Pa.现有一辆卡车,自重2t,有6个轮子,每个轮子与地面的接触面积是200cm2,为了保护公路路面,这辆卡车最多可以装载多少吨的货物?(g取10N/kg)