Question

13．學(xué)習(xí)了密度知識(shí)后，小明用一質(zhì)量為200g的氣球裝1L水放入鹽水中，如圖所示，水球此時(shí)靜止在水中．已知水球的最上端距水面10cm，水球的直徑為6cm（不考慮氣球皮的體積）．求：
（1）水球受到的浮力；
（2）鹽水的密度；
（3）水球的最底端受到的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖示可知，水球懸浮在水中，因此水球受到的浮力等于重力，根據(jù)重力公式和密度公式即可求出水球受到的浮力；
（2）根據(jù)懸浮時(shí)水球密度與鹽水密度，再結(jié)合密度公式即可求出鹽水的密度；
（3）先求出水球最底端距水面的距離，然后根據(jù)液體壓強(qiáng)公式即可求出水球的最底端受到的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）根據(jù)圖示可知，水球懸浮在水中，因此水球受到的浮力等于重力；
由ρ=$\frac{m}{V}$可知，水的質(zhì)量：G_水=10³kg/m³×10^-3m³=1kg；
水球受到的浮力：F_浮=G=mg=（0.2kg+1kg）×10N/kg=12N；
（2）不考慮氣球皮的體積，水球的體積等于裝入水的體積，即1L=10^-3m³；
鹽水的密度：ρ_鹽水=ρ_球=$\frac{{m}_{球}}{V}$=$\frac{0.2kg+1kg}{1{0}^{-3}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³；
（3）水球的最底端距水面的高度：h=10cm+6cm=16cm=0.16m，
水球的最底端受到的壓強(qiáng)：p=ρ_鹽水gh=1.2×10³kg/m³×10N/kg×0.16m=1920Pa．
答：（1）水球受到的浮力為12N；
（2）鹽水的密度為1.2×10³kg/m³；
（3）水球的最底端受到的壓強(qiáng)為1920Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題為力學(xué)綜合題，考查了學(xué)生對(duì)重力公式、密度公式、阿基米德原理、物體的懸浮條件、壓強(qiáng)公式的掌握和運(yùn)用，利用好物體的懸浮條件是關(guān)鍵．