Question

19．如圖所示，木塊的質量為5kg，木塊放入水中后，容器的水面高度為40cm，求：（g=10N/kg）
（1）木塊在水中受到的浮力；
（2）木塊排開的水的體積；
（3）此時容器底受到水的壓強；
（4）如果容器底面積為4×10^-2m²，則容器底受到水的壓力．

Answer 1

分析 （1）已知木塊漂浮，漂浮時受到的浮力等于自身的重力；
（2）根據F_浮=ρ_水gV_排可求得木塊排開的水的體積；
（3）已知水的深度，根據公式p=ρgh可求容器底受到水的壓強；
（4）根據求得的容器底受到水的壓強，已知容器底面積，利用p=$\frac{F}{S}$可求容器底受到水的壓力．

解答 解：（1）已知木塊漂浮在水面上，則木塊受到的浮力F_浮=G_木=mg=5kg×10N/kg=50N；
（2）由F_浮=ρ_水gV_排可得，木塊排開的水的體積V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{50N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-3m³，
（3）容器的水面高度h=40cm=0.4m，
此時容器底受到水的壓強p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4m=4×10³Pa；
（4）由p=$\frac{F}{S}$可得，容器底受到水的壓力F=pS=4×10³Pa×4×10^-2m²=160N．
答：（1）木塊在水中受到的浮力為50N；
（2）木塊排開的水的體積為5×10^-3m³；
（3）此時容器底受到水的壓強為4×10³Pa；
（4）容器底受到水的壓力為160N．

點評 本題考查液體壓強、浮力、壓力的計算，要知道物體漂浮時受到的浮力等于自身的重力；難易程度適中．