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践行者初中物理力学典题详解第597题

解析:1由题意和乙图可知:

1.1由图乙可知:

A、B整体沉浮在容器底部；

1.2由题意可知:

①mA=1.4kg，

VA=200cm³=2×10⁻⁴m³，

则:GA=mAg

=1.4kg×10N/kg

=14N，

VA排=VA=2×10⁻⁴m³，

FA浮=ρ水gVA排

=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10⁻⁴m³

=2N；

②mB=0.6kg，

VB=2000cm³=2×10⁻³m³，

则:GB=mBg

=0.6kg×10N/kg

=6N，

VB排=VB=2×10⁻³m³，

F浮B=ρ水gVB排

=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10⁻³m³

=20N，

③设B容器中水的重力为G水，

④A对容器底部的压力F压=16N，

对AB整体进行受力分析，

可知它在竖直方向共受到以下几个力:

①方向竖直向下，GA+GB+G水

=14N+6N+G水=20N+G水，

②方向竖直向上，FA浮+FB浮

=2N+20N=22N，

③方向竖直向上，容器底部对AB的支持力F支，且由相互作用可知:F支=F压=16N，

由平衡条件可知:

GA+GB+G水=FA浮+FB浮+F支，

即20N+G水=22N+16N，

则G水=18N，

m水=G水/g=18N/10N/kg

=1.8kg=1800g，

V水=m水/ρ水=1800g/1g/cm³

=1800cm³，

则VB空=V水=1800cm³；

2由题意和丙图可知:

2.1由丙图可知:若把AB视做一个整体，则它漂浮在水中，且知此时B中无水；对其进行受力分，可知它们在竖直方向共受到两个力:

①方向竖直向上:浮力F浮'，

②方向竖直向下:重力GA+GB，

由平衡条件可知:F浮'=GA+GB

=14N+6N=20N，

则V排'=F浮'/ρ水g

=20N/1×10³kg/m³×10N/kg

=2×10⁻³m³=2000cm³，

则和乙图相比，排开水变化的体积

ΔV排=VB水+V排'-(VA排+VB排)

=1800cm³+2000cm³-(200cm³+2000cm³)

=1600cm³，

2.2由题意可知:S容=1000cm³，

则水面变化的高度Δh=ΔV排/S容

=1600cm³/1000cm²

=1.6cm=1.6×10⁻²m，

则水对容器底部的压强变化量

Δp=ρ水gΔh

=1×10³kg/m³×10N/kg×1.6×10⁻²m

=160Pa。

综上，答案为20N；1800cm³；160Pa。

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