Question

【題目】如圖所示，水平地面上有一底面積為1.5×10﹣2m2的圓柱形容器，容器中水深40cm，一個(gè)邊長為10cm的正方體物塊通過一裉細(xì)線與容器底部相連，細(xì)線受到的拉力為4N．（g取10N/kg）求：
（1）此時(shí)容器底受到水的壓強(qiáng)和壓力．
（2）此時(shí)物塊受到的浮力和物塊的質(zhì)量．
（3）細(xì)線的斷后，物塊靜止時(shí)浸入水中的體積．

Answer 1

【答案】
（1）解：水對(duì)容器底的壓強(qiáng)為：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4=4000Pa；

根據(jù)p= 可知水對(duì)容器底的壓力為：

F=pS=4000Pa×1.5×10﹣2m2=60N

（2）解：木塊的體積V=10cm×10cm×10cm=1.0×10﹣3m3，

木塊浸沒在水中時(shí)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(gè)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(zhì)量為：m= = =0.6kg

（3）解：因?yàn)槟緣K浸沒在水中時(shí)的浮力大于木塊的重力，所以剪斷細(xì)線后，木塊會(huì)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：

V'排= = =6×10﹣4m3

【解析】（1）根據(jù)液體內(nèi)部壓強(qiáng)的計(jì)算公式p=ρgh求出壓強(qiáng)，在根據(jù)P= 求出壓力；（2）求出木塊的體積就可以知道它浸沒時(shí)排開水的體積，那么知道了V排和水的密度，則可以根據(jù)阿基米德原理公式就可以算出木塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力，并可根據(jù)F=G﹣F浮計(jì)算出重力的大小；根據(jù)密度公式求出物塊的質(zhì)量；（3）由題意可知，剪斷細(xì)線后，木塊時(shí)漂浮在水面上的，則F浮=G，知道了木塊受到的浮力大小，就可以根據(jù)阿基米德原理公式的變形式算出此時(shí)木塊在水中的V排 ．
【考點(diǎn)精析】本題主要考查了阿基米德原理和物體的浮沉條件及其應(yīng)用的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體 F浮＞G 時(shí)上浮，F(xiàn)浮 = G 時(shí)懸浮，F(xiàn)浮 ＜G 時(shí)下沉．物體浮沉條件的應(yīng)用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計(jì)（密度計(jì)的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無單位．）才能正確解答此題．