Question

【題目】如圖甲所示為中國首艘國產(chǎn)航母001A下水時的情景．某中學物理興趣小組的同學在實驗室模擬航母下水前的一個過程，他們將一個質(zhì)量為2kg的航母模型置于水平地面上的一個薄壁柱形容器底部，該柱形容器質(zhì)量為6kg，底面積為0.03m2 ， 高為0.4m，如圖乙所示．現(xiàn)在向容器中加水，當加水深度為0.1m時，模型剛好離開容器底部，如圖丙所示．繼續(xù)加水直到深度為0.38m，然后將一質(zhì)量為0.9kg的艦載機模型輕放在航母模型上，靜止后它們一起漂浮在水面．求：
（1）圖丙中水對容器底部的壓強為多少帕？
（2）圖丙中航母模型浸入水中的體積為多少立方米？
（3）放上艦載機后整個裝置靜止時，相對于水深為0.38m時，容器對水平地面的壓強增加了多少帕？

Answer 1

【答案】
（1）解：由題意可知，圖丙中水的深度h=0.1m，

則圖丙中水對容器底部的壓強：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa；

答：圖丙中水對容器底部的壓強為1×103Pa；

（2）航母模型的重力：G航=m航g=2kg×10N/kg=20N；

由題知，模型剛好離開容器底部，即航母模型漂浮，

所以此時航母模型受到的浮力：F浮=G航=20N；

由阿基米德原理可知，航母排開水的體積：

V排= = =2.0×10﹣3m3；

答：圖丙中航母模型浸入水中的體積為2.0×10﹣3m3；

（3）艦載機模型的重力：G艦載機=m艦載機g=0.9kg×10N/kg=9N；

放上艦載機后整個裝置靜止時，相對于水深為0.38m時，水平地面增加的壓力：

△F=G艦載機=9N；

則容器對水平地面的壓強增加量：

△p= = =300Pa．

答：放上艦載機后整個裝置靜止時，相對于水深為0.38m時，容器對水平地面的壓強增加了300Pa．

【解析】（1）利用p=ρgh求出對容器底部的壓強；（2）根據(jù)阿基米德原理求出排開的水的體積；（3）根據(jù)放入艦載機后整個裝置增加的重力和底面積，求出增加的壓強．
【考點精析】認真審題，首先需要了解壓強的大小及其計算(壓強的計算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對水平面的壓強大約為20Pa）)，還要掌握液體的壓強的計算(液體內(nèi)部壓強的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點到液面的距離)的相關知識才是答題的關鍵．