Question

10．如圖所示，將一塊重為5N的物體用細線系著浸沒在裝有水的圓柱形容器中，容器中水面的高度由14cm上升到16cm．將物體在水中勻速緩慢提升2cm，物體仍然處于浸沒狀態(tài)，拉力做功0.02J（物體與水的摩擦阻力忽略不計）．g取10N/kg，求：
（1）拉力的大小；
（2）容器中水的質量．

Answer 1

分析 （1）知道拉力做的功，同時知道物體上升的距離，故據(jù)公式W=Fs可以計算出拉力的大��；
（2）通過稱重法求出浮力的大小，再計算物體的體積，而后計算出該容器的體積，進而計算出水的質量．

解答 解：（1）據(jù)W=Fs可知：
F=$\frac{W}{S}$=$\frac{0.02J}{0.02m}$=1N；
（2）物體在水中受到的浮力是F_浮=G-F_拉 即F_浮=5N-1N=4N----①
由阿基米德原理可知，F(xiàn)_浮=ρ_液gV_排----②
可以計算出物體的V_排=$\frac{{F}_{浮}}{ρg}$=$\frac{4N}{1000kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.0004m³
設圓柱體的底面積是S
則V_柱=V_排=S（h₂-h₁）
S=$\frac{{V}_{排}}{{h}_{2}-{h}_{1}}$=0.02m²
m_水=ρ_水V_水=ρ_水Sh₁=1000kg/m³×0.02m²×0.14m=2.8kg
故水的質量是m=2.8kg
答：（1）拉力的大小是1N；
（2）容器中水的質量為2.8kg．

點評 該題考查了功的計算、浮力的計算、密度的計算等，能熟練的利用公式分析是解決該題的關鍵．