一道物理题
用弹簧测力计测得容器和水总重5N,。将物体A起步浸入水中,弹簧测力计的示数0.4N,A重0.5N。将容器和水和A用弹簧测力计一起称量,弹簧测力计的示数为什么是5.5,而不是5.4啊?
因为如果不计绳的重力,弹簧测力计的示数=容器重+水重+物体A重=将物体A浸入水中时弹簧测力计的示数0.4N+物体A排开的水重+容器重+水重 5.4N只等于将物体A浸入水中时弹簧测力计的示数0.4N+容器重+水重,少了物体A排开的水重。 物体A排开的水重就是物体A受到浮力。 物体A受到浮力=A重0.5N-图乙中弹簧测力计的示数0.4N=0.1N 将物体A浸入水中时,水位升高,相当于增加了跟物体A相等体积的水重,这个增加的重力0.1N通过容器的绳作用在弹簧测力计上。 这个增加的重力0.1N也等于ρ水×g×水位升高的高度h×容器内底面的面积。
把水和物体看成一个整体 那水对物体的浮力就是内力了 内力总是会平衡的 不管内力有多大 整体是5.5N 那就是5.5N 那个0.4是用来迷惑你的
楼主可以注意一下图中甲和丙的液面高度。二者显然有差别,这个差别是由物体A浸入水中,排开水而使液面升高导致的。如果按公式说,这个高度变化使水对容器各表面的压强有变化。由图可知,容器侧壁是对称分布的,所以这个压强变化导致的压力变化只表现在容器底部上。
也就是说如果在乙图中,把支撑装水容器的东西改成弹簧秤,那么弹簧秤读数就应该等于容器重+水重+浮力对水体的反作用力,即应该是五牛+(0。5-0。4)牛。后边的这个大小上等于A受的浮力。 如果只讨论物理图象,可以这么看。 水是流体,而且不粘,也就是说水内部没有支撑结构。
液面稳定后,除了水对A的合力产生“浮力”外,A对水显然也有反作用力。 A浸入水中,不会使水产生持续的宏观流动。这就是说水受到A的反作用力、重力后,还受到容器的支撑力,从而使合力为零,水不动。 也就是说,水实际上相当于A和容器相互作用的媒介/中间物质。
于是丙图中,浮力等因为水的形变而产生的力/力的变化就相当于容器/水/A系统的内力,自然不会表现在弹簧秤读数上。 另,其实上面这些之前的ID都有提到。这里补充一点。 假设容器形状不规则,比如为酒瓶结构。而A本身能通过充气等改变体积,那么液面就可能漫过“酒瓶”肩部。
这时 “李大胆”所说的ρ水×g×水位升高的高度h×容器内底面的面积的结果是大于水对A的浮力的。 原因很简单:水对“酒瓶”“肩部”内侧也有压强,相当于给容器一个向上的分力。 当然,这个题目里,容器的几何结构规则,所以“李大胆”的说法马马乎乎也可以。
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因为总质量不变,重力也就不变 所以示数为:5N+0.5N=5.5N 如果要从力的角度考虑,可以这样分析: 因为力的作用是相互的,当A受到一个向上的浮力时,A同时对水也产生一个向下的作用力,两个力的作用效果互相抵消,相当于A不受到水的作用力 所以示数是5.5N,而不是5.4N —————————————— 或者这样考虑也可以: 因为力的作用是相互的,当A受到一个向上的浮力时,A同时对水也产生一个向下的作用力,水再对容器底部产生一个大小相同的压力,相当于A间接对容器底部产生一个这样的力(大小与浮力相等,方向相反) 也就是A对绳子的拉力=G-F浮,但同时容器要加上一个力,那就是上面说到的A对它产生的一个向下的力(大小与浮力相等) 所以示数是5.5N,而不是5.4N
容器和水总重5N,A重0.5N。右图测的就是“容器和水总重5N加A”的总重量,当然是5.5牛。 如果你考虑水对A,有浮力F=0.1牛,向上,从而扣除对弹簧秤的作用;那么就要考虑A,对水也有一个反作用力-F,=-0.1牛,向下。这-F,最终作用于容器,再作用于弹簧秤,就又添补了对弹簧秤施加0.1牛的作用,向下。总共还是5.5牛。 补充附件:C:\Users\zd\Desktop\用弹簧测力计测得容器和水总重 c
我想要看连接的是绳子还硬棍。若连接A的是硬棍就会对弹簧秤有向上的作用力。
容器质量=5N/g 物体质量=0.5N/g 总质量=5N/g+0.5N/g 总重量=总质量.g=5.5N 因为质量不变 若以重量计算,要考虑水的浮力,地面的支持力等。