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某溶液的密度随深度h(cm)而变化,其变化规律为:ρ=ρ0+kh 式子中ρ0=1g/cm³,为了求出k值,现向

来源:学生作业帮 编辑:作业帮 分类:物理作业 时间:2024/05/14 18:23:58
某溶液的密度随深度h(cm)而变化,其变化规律为:ρ=ρ0+kh 式子中ρ0=1g/cm³,为了求出k值,现向溶液中投放两只用一根10厘米的线系在一起的小球A和B,每个球的体积为V=1cm³,其质量分别为mA=1.2g和mB=1.4g.当小球A的球心在液体中所处深度为0.25m时,两个球在溶液中都处于悬浮静止状态时,线是拉紧的.求
1)k的值及其物理意义;2)此时细线对小球A的拉力T.
请给出详细解答过程(我要解说+式子,不要干巴巴的算式)
(1)由ρ=m/v, 两物体v相等,mB>mA,所以ρB>ρA,物体B应该在A的下方,
如图1,把A、B、绳看成一个物体,悬浮在液体中,则总浮力=总重力
             即:FA浮+FB浮=mAg+mBg
       (ρ0+K*25cm)gVA+[ρ0+K(10cm+25cm)]gVB=mAg+mBg
消去g:  (ρ0+K*25cm)VA+[ρ0+K(10cm+25cm)]VB=mA+mB
代数:  (1g/cm3+K*25cm)*1cm3+[1g/cm3+K(10cm+25cm)]*1cm3=1.2g+1.4g
             2g+k*60cm4=2.6g
                k=0.01g/cm4=0.01g/cm3/cm
   k表示在此溶液中每下降或上升1cm,液体的密度就增加或减少0.01g/cm3.   (2)由图2,采用隔离法分析:A受浮力、重力和绳的拉力.此时
                FA浮=mAg+T
        (ρ0+K*25cm)gVA= mAg+T 
 代数:(1g/cm3+0.01g/cm4*25cm)10N/kg*1cm3=1.2克*10N/kg+T
          1.25克*10N/kg=1.2克*10N/kg+T
           T=0.05克*10N/kg=0.00005kg*10N/kg=0.0005N
   说明:由于球的体积太小,球的半径也很小,在计算深度的过程中忽略掉了.