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如图甲所示,一个底面积为200cm2、重为10N且足够深的薄壁柱形平底容器放置于...

如图甲所示,一个底面积为200cm2、重为10N且足够深的薄壁柱形平底容器放置于水平桌面上,现将一个边长为10cm的正方体实心物体M(不吸水)挂于弹簧下端并置于柱形容器内,弹簧上端固定不动,现在向容器中缓慢注水,弹簧弹力大小与注水体积的变化图象如图乙所示,则当物块M刚好漂浮时加水质量为_________kg,图乙中从AB的加水过程中,水对容器底部的压强变化量为______________ Pa(不计弹簧的质量和体积,弹簧的伸长量每变化1cm,弹力变化1N,且弹簧在弹性限度内变化)

 

4.1 1200 【解析】 [1]由图知,当物体刚好漂浮时,受到的浮力等于自身的重力,此时弹簧的弹力为零,由可得注入水的质量为 [2]因弹簧的伸长量每变化1cm时,弹力变化1N,所以,当弹簧的弹力为时,弹簧的伸长量为 当物块刚好漂浮时,受到浮力和自身的重力相等,此时弹簧的伸长量为0, 由,可得物体排开水的体积 物体浸入水的深度为 则弹簧的弹力从减小到零的过程中,物体上升的高度为,所以,注水的体积 即 解得 由乙图可知,从A点到B点的加水过程中,弹簧的弹力先减小后增加,且到B点后弹力不变,所以,A点弹簧的弹力是竖直向上的,B点的弹力是竖直向下的,且到B点时物体浸没在水中,此时物体受到的浮力为 B点时物体受浮力、重力和弹簧的弹力而处于平衡状态,则有 则此时弹力为 以整个系统为研究对象,则有 ① 在A点时,则有 故物体受到的浮力为 由、可得,此时物体浸入的深度为 以整个系统为研究对象,则有 ② 从A点到B点的过程中,水面上升的高度为 则增加的注水的体积 增加注水所受的重力 从A点到B点,水对容器底部的压力变化量为①-② 水对容器底部的压强变化量为  
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A.物体的重力为41N

B.物体的密度为5.5×103kg/m3

C.图乙中物体下表面浸入水中深度2cm

D.图乙中水对容器底部的压强2100Pa

 

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