Question

【題目】張老師在研究浮力產生原因時，做了如下實驗，圖1是由容器A和B構成的連通器，B容器底的中間部分有一個面積為80cm2方形孔，將密度為0.6g/cm3、邊長為10cm的正方體木塊放在B容器中，且把容器底的正方形孔密合覆蓋，然后向B容器緩慢注入15cm深的水，發現木塊沒有上浮，靜止在B容器底部．

（1）求B容器中水對木塊壓力的大小和方向（g=10N/kg）；
（2）為使B容器中的木塊上浮，至少需要在A容器中注入距離B容器底多深的水？

Answer 1

【答案】
（1）

解：木塊上表面受到水的壓強為p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×（0.15m﹣0.1m）=500Pa，

上表面所受水的壓力為：F=pS=500Pa×0.01m2=5N，方向：垂直上表面向下；

答：B容器中水對木塊壓力的大小5N和方向垂直上表面向下；

（2）

解：木塊的重力為G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N，

則為使B容器中的木塊上浮，至少A中所注入的水所產生的向上的壓力F1=5N+6N=11N，

A中水所要產生的壓強應為

因此A中水的深度為

答：為使B容器中的木塊上浮，至少需要在A容器中注入距離B容器底13.75cm深的水．

【解析】（1）利用液體壓強公式p=ρgh求出B中水對于木塊上方產生的壓強，再利用F=pS求出對上表面的壓力；
（2）先利用p=求出A中要注入的水對木塊下底面產生的壓強，再利用p=ρgh求出所注入水的深度．
【考點精析】關于本題考查的浮力產生的原因，需要了解浮力產生的原因：浸在液體中的物體受到液體對它向上的壓力大于液體對它向下的壓力．兩個壓力的合力就是浮力，浮力的方向是豎直向上的才能得出正確答案．