Question

金屬實(shí)心圓柱體甲的密度為2.0×10³千克/米³，體積為1×10^-3米³；底面積為2×10^-2米²的薄壁圓柱形輕質(zhì)容器乙放在水平地面上，容器內(nèi)盛有水，水深0.2米．求：
（1）甲的質(zhì)量m_甲；
（2）水對(duì)乙容器底部的壓強(qiáng)p_水；
（3）若將甲浸沒(méi)在乙容器的水中，求：容器對(duì)水平地面可能的最大壓強(qiáng)p_最大．

Answer 1

解：（1）∵ρ=，
∴m_甲=ρ_甲V_甲=2×10³kg/m³×1×10^-3m³=2kg．
（2）p_水=ρ_水gh_水=1×10³kg/m³×9.8N/kg×0.2m=1960Pa．
（3）若將甲浸沒(méi)在乙容器的水中，水未溢出，容器對(duì)水平地面的壓力最大，
最大壓力變化：
△F=G_物=m_物g=2kg×9.8N/kg=19.6N，
容器對(duì)水平地面壓強(qiáng)的最大增加量：
△p===980Pa；
一質(zhì)量為0.2千克的物塊浸在水中，水未溢出，容器對(duì)水平地面的壓力最大，
最大壓力：
F_最大=G_水+G_物=ρ_水Sh_水g+m_物g=1×10³kg/m³×2×10^-2m²×9.8N/kg×0.2m+2kg×9.8N/kg=58.8N，
容器對(duì)水平地面最大壓強(qiáng)：
p_最大===2940Pa．
答：（1）甲的質(zhì)量為2kg；
（2）水對(duì)乙容器底部的壓強(qiáng)為1960Pa；
（3）容器對(duì)水平地面可能的最大壓強(qiáng)為2940Pa．
分析：（1）已知物體的密度和體積，根據(jù)公式m=ρV可求其質(zhì)量；
（2）已知水深h=0.2m，利用p=ρgh即可求出水對(duì)乙容器底部的壓強(qiáng)．
（3）若將甲浸沒(méi)在乙容器的水中，水未溢出，容器對(duì)水平地面的壓力最大，利用壓強(qiáng)公式求容器對(duì)水平地面的最大壓強(qiáng)．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了固體壓強(qiáng)和液體壓強(qiáng)的計(jì)算，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，在計(jì)算容器對(duì)地面最大壓強(qiáng)時(shí)應(yīng)注意容器內(nèi)的液體是否會(huì)溢出，這也是學(xué)生容易出錯(cuò)的地方．