四、实验题
29. 排开液体的体积大小
【解析】()由图中步骤比较可知,物体排开液体的体积变大时,物体受到的浮力也在变大,所以可知:浮力大小与排开液体的体积大小有关; ()图E 中,物体排开液体的体积与相比没有变化,根据阿基米德原理可知,浮力相等,即
,测力计示数变小的原因是碰到了容器底,受到了容器
底的支持力。
30.(1)8610N ⨯;(2)5110Pa ⨯;(3)6310kg ⨯;(4)沉管下半部分埋入海底的泥沙中,下表面不受海水的压力。根据浮力的产生原因,沉管不再受海水的浮力,此时,空心密封沉管不会再上浮。
【详解】
(1)因密封沉管漂浮于海面上,其所受的浮力等于其所受的重力,即 78N 610kg m 10N kg 610F G mg ===⨯⨯=⨯浮
(2)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中时,沉管下表面受到海水的压强为
3351.010kg m 10N kg 10m 110Pa p gh ρ==⨯⨯⨯=⨯海水
(3)当密封沉管上表面刚好水平浸没在海水中静止时,沉管受重力、注入水对其产生的压力和海水的浮力的作用而处于平衡状态,则有
F G G G m g '=+=+浮海水海水
因沉管浸没,故排开海水的体积等于沉管的体积
即
43180m 35m 10m 6.310m V V abh ===⨯⨯=⨯排
沉管浸没时所受的浮力为
334381.010kg m 10N kg 6.310m 6.310N F gV ρ'==⨯⨯⨯⨯=⨯浮海水排
则注入水的质量为
8866.310610N 310kg 10N kg
F G N m g '-⨯-⨯===⨯浮海水 (4)沉管下半部分埋入海底的泥沙中,下表面不受海水的压力。根据浮力的产生原因,沉管不再受海水的浮力,此时,空心密封沉管不会再上浮。