Question

【題目】將一盛有水的薄壁容器放在水平桌面上，容器的底面積S=2×10-3m2，容器的質量忽略不計，容器中水的重力G水=4.2N，水面距容器底的距離h=10cm。現將一金屬球用細線吊著浸沒在水中，靜止時容器中的水未溢出，金屬球未碰觸容器底和容器壁，如圖所示。已知金屬球的重力G球=0.7N，體積V=2×10-5m3，g=10N/kg，水的密度ρ水=1.0×103kg/m3。

求：(1)金屬球未浸入水中時，水對容器底的壓力；

(2)金屬球浸沒在水中時，受到的浮力；

(3)剪斷細線，金屬球沉底，水沒有溢出，求此時容器對桌面的壓強。

Answer 1

【答案】(1) 2N；(2) 0.2N；(3)

【解析】

(1)金屬球未浸入時，水對容器底的壓強為

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa

水對容器底的壓力為

(2)金屬球浸沒在水中時受到的浮力為

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N

(3) 此時容器對桌面的壓強

答：(1)水對容器底的壓力為2N；

(2)金屬球浸沒在水中時受到的浮力為0.2N；

(3)此時容器對桌面的壓強。