初中物理:浮力与压强的问题

有一个圆柱体和一个圆柱形容器,若其横截面面积比为1:2,如果容器中装了水,将圆柱体浸入水中15cm,容器内水面会上涨多少?若横截面积比为1:3呢?求计算方法

解:设圆柱体的截面积为S,浸入水中的体积是15*Scm^3。容器的截面积则为2S,因此水面升高

h=V排/2S=15*S/2S=7.5cm.

若横截面积比为1:3;同理h`=V排/3S=15*S/3S=5cm

依据你的题目,无需考虑压强和浮力。只是体积、横截面积和高度的关系。

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第1个回答  2013-08-26
不要想那么复杂了,
假设圆柱体的截面积为A,容器的截面积为kA。
圆柱体浸入水中的体积为15A,就想成是这个15A体积的物体完全沉到水底,那么液面上升的高度Δh,
15A=kAΔh,即Δh=15/k。

当横截面面积比为1:2,则K=2,那么Δh=7.5cm。
当横截面面积比为1:3,则K=3,那么Δh=5cm追问

弹簧上端固定于天花板,下端连接一圆柱形重物。先用一竖直细线拉住重物,使弹簧处于原长,此时水平桌面上烧杯中的水面正好与圆柱体底面接触。已知圆柱形重物的截面积为10cm2,长度为10cm;烧杯横截面积20cm2,弹簧每伸长1cm的拉力为0.3N,g=10N/kg,重物密度为水的两倍,水的密度为10^3kg/m^3。细线撤走,重物重新处于平衡时,弹簧的伸长量为多少?


这里伸长量为2△H为什麼

追答

根据信息可以算出,圆柱体重力2N。

假设平衡时弹簧伸长量为Δh,弹力为0.3XΔh。
那么液面上升为Δh,
圆柱体浸入水中的高度为2XΔh,V排=10X(2XΔh)/10^6 m^3,
受到的浮力为(10^3)X10X10X(2XΔh)/10^6=0.2XΔh
根据圆柱体重力=弹簧拉力+受到的浮力,
2=0.3XΔh+0.2XΔh,所以Δh=4cm

追问

”圆柱体浸入水中的高度为2XΔh “ 就是问这个,为什麼?按你的说法,浸入高度应该为1.5△h

第2个回答  2013-08-26
压强计算公式为ρgh,现在以圆柱浸入水中最底端横截面作为研究而对象。设圆柱的横截面积为S,此时圆柱横截面所受的浮力为ρgh*S(h=15cm)(因为没有涉及到受力平衡,貌似解答用不到)。设原来容器中水柱的高度为h,放入圆柱后上涨了Δh。圆柱浸入水中的体积为15*S,则总体的容器水柱的体积为2Sh+15*S=2S(h+Δh),2h+15=2h+2Δh,所以Δh=15/2=7.5.
若截面为1:3,则同理可得液面上涨5cm
第3个回答  2013-08-26
将圆柱体浸入水中15cm,设其横截面积为A cm^2,则浸入水中的体积为15A cm^3
容器的横截面积为2A,所以水面同样会上涨15cm
若横截面积为1:3
则容器的横截面积为3A,水面的上涨面变为了2A,水面会上涨7.5cm追问

看一道题   

如图所示,有一圆柱形容器和一足够长的圆柱形金属块,其横截面积S容:S柱=3:1,容器中盛有水金属块吊在一根细线下。现将金属块慢慢放入水中,问:

1.若圆柱形金属块浸入水中15cm深度的过程中,容器底部受到水的压强增大多少?

2.若绳子从金属块底刚好接触水面到向下放入15cm处时,容器底部受到水的压强增大多少?


这里第一道题升高是5cm啊

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