践行者初中物理力学典题详解第303题
66. 圆柱形容器内有未知液体,一个边长为10cm的实心正方体金属块,用绳子系住,静止在容器底部,此时容器底部液体压强为6400Pa,液面距底部高度h为40cm,如图所示,用力竖直向上以2cm/s的速度匀速提起金属块?(g取10N/kg,不计液体阻力)试求:
(1)未知液体的密度?
(2)金属块未露出液面前,金属块所受浮力?
(3)若金属块重66N,要匀速提升5s的过程中拉力所做的功?

解析:⑴由题意可知:
①p=6400Pa,②h=40cm=0.4m,
则ρ液=p/gh
=6400Pa/10N/kg×0.4m
=1.6×10³kg/m³;
⑵由题意可知:V排=V=(0.1m)³=1×10⁻³m³,
则F浮=ρ液gV排
=1.6×10³kg/m³×10N/kg×1×10⁻³m³
=16N;
⑶当G=66N时,拉力F=G-F浮
=66N-16N=50N,
又v=2cm/s,t=5s,
则s=vt=2cm/s×5s=10cm=0.1m,
W=Fs=50N×0.1m=5J。

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