Question

【題目】如圖所示，將一質(zhì)量為0.6kg、體積為120cm3的球體A和高度為20cm的圓柱形容器（粗、細(xì)兩部分高度相同）放在水平地面上。已知容器的下底面積為60cm2，上開(kāi)口面積為30cm2。現(xiàn)往容器中加入0.84kg的水（容器壁厚度和質(zhì)量均不計(jì)，g=10N/kg），

求：

（1）A的密度；

（2）水對(duì)容器底的壓力；

（3）若將球體A投入容器中，待液面靜止后，容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)。

Answer 1

【答案】（1）5g/cm3

（2）10.8N

（3）2300Pa

【解析】

（1）根據(jù)密度公式可以計(jì)算球的密度：

（2）粗、細(xì)兩部分高度相同且均為圓柱形，容器的下底面積為60cm2，上開(kāi)口面積為30cm2，粗細(xì)兩部分高度均為10cm，所以容器粗的部分的容積: V粗＝S底×h=600cm3；容器細(xì)的部分的容積: V細(xì)＝S底×h=300cm3，所以容器的總體積為900cm3，倒入0.84kg=840g的水對(duì)應(yīng)的體積為：

，所以當(dāng)?shù)谷牒蠹?xì)部分的高度為：

，所以液體總高度為：h粗+h細(xì)=18cm=0.18m

則水對(duì)容器底的壓力為:

F=PS=ρghS=1×103kg/m3×10N/kg×0.18m×60×10-4m2=10.8N

（3）因?yàn)?/span>V球=120cm3 、V容=900cm3、V水=840cm3，ρ球＞ρ水，所以將球體A投入容器中球?qū)⒊恋祝�待液面靜止后，容器溢出水的體積為：V球-（V容-V水）=60cm3，其質(zhì)量為60g

所以此時(shí)容器的總質(zhì)量為：m球+m水-m排水=600g＋840g-60g=1380g

所以F壓=G總=1.38kg×10N/kg=13.8N，則容器對(duì)地面壓強(qiáng)：