Question

【題目】如圖所示，水平地面上有一底面積為1．50×l0-2m2的圓柱形容器，容器中水深40cm，一個邊長為10cm的正方體物塊通過一根細線與容器底部相連，細線受到的拉力為4N。(g= 10N／kg)求：

(1)此時容器底受到水的壓強和壓力。

(2)此時物塊受到的浮力和物塊的質量。

(3)細線剪斷后，物塊靜止時浸入水中的體積。

Answer 1

【答案】（1）此時容器底受到水的壓強為4000Pa；壓力為60N；

（2）此時物塊受到的浮力為10N；物塊的質量為0.6kg．

（3）細線的斷后，物塊靜止時浸入水中的體積為6×10-4m3．

【解析】

試題分析：（1）水對容器底的壓強為：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4=4000Pa；

根據可知水對容器底的壓力為：

F=pS=4000Pa×1.5×10-2m2=60N；

（2）木塊的體積V=10cm×10cm×10cm=1.0×10-3m3，

木塊浸沒在水中時受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N；

物體受到三個力的作用：豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力，則物體的重力為：

G=F浮-F=10N-4N=6N；

物體的質量為：；

（3）因為木塊浸沒在水中時的浮力大于木塊的重力，所以剪斷細線后，木塊會上浮直至漂浮在水面上，由于漂浮，所以F浮=G=6N，

由F浮=ρ水gV排得：．

答：（1）此時容器底受到水的壓強為4000Pa；壓力為60N；

（2）此時物塊受到的浮力為10N；物塊的質量為0.6kg．

（3）細線的斷后，物塊靜止時浸入水中的體積為6×10-4m3．