【题目】如图所示,一底面积是100cm2的圆柱形容器内盛有1.5kg的水,静止在水平桌面上。现将含有合金块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了6cm(没有水溢出)。当冰块全部熔化后,容器底部所受水的压强改变了58Pa。容器的质量及厚度可忽略不计,g取10N/kg,ρ冰=0.9×103kg/m3,ρ水=1.0×103kg/m3。则含有合金块的冰块悬浮时,容器对水平桌面的压强为_______Pa,该合金块的密度为_______kg/m3。
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【答案】21003.9×103
【解析】
(1)将含有合金块的冰块投入容器的水中,恰好悬浮,此时水位上升了6cm(没有水溢出)。则物体体积
,
因物体悬浮时,受到的浮力等于自身重力,所以含有合金块的冰块的重力
,
容器中水的重力G水=m水g=1.5kg×10N/kg=15N,
所以含有合金块的冰块悬浮时,容器对水平面的压力
F=G水+G=15N+6N=21N,
容器对水平桌面的压强为
;
(2)当冰块全部熔化后,容器底部所受水的压强改变了58Pa。
由p=ρgh可得,液面下降的高度
,
则冰块熔化后减少的体积
,
因为冰熔化后,质量不变,体积变小,根据
可得,
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解得:m冰=522g
冰的体积
,
含有合金块的冰的总质量
,
合金块的质量
,
合金块的体积
,
则合金块的密度
.