Question

如圖1所示，邊長為0.1m的立方體A重30N，放在水平地面上，用水平拉力F拉著立方體A在水平地面上作勻速直線運動．已知運動過程中物體所受阻力為物重的0.01倍．（g取10N/kg）求：
（1）拉力F為多大？
（2）立方體A對水平地面的壓強多大？
（3）若把立方體A放入如圖2所示盛水的容器中，求該立方體A所受浮力？
（4）除以上3個問題外，請你再提出一個問題，并解答．

Answer 1

【答案】分析：（1）先根據題意求出運動過程中物體所受的阻力，再根據物體做勻速直線運動時拉力和阻力是一對平衡力得出拉力的大小；
（2）立方體A對水平地面的壓力和自身的重力相等，根據G=mg求出其大小，再利用p=求出對地面的壓強；
（3）已知立方體的邊長可求其體積，已知重力可求其質量，根據公式ρ=可求密度，然后與水的密度進行比較，判斷出最終A靜止時會處于什么狀態，進一步求出浮力；
（4）立方體A在水中靜止時對容器底部的壓力等于自身的重力減去受到的浮力．
解答：解：（1）根據題意可知：
運動過程中物體所受阻力f=0.01G=0.01×30N=0.3N，
∵立方體A作勻速直線運動時，受到的阻力和拉力是一對平衡力，
∴拉力F=f=0.3N；
（2）立方體A對水平地面的壓力：
F_壓=G=30N，
對地面的壓強：
p===3000Pa；
（3）立方體的體積為：
V=（0.1m）³=0.001m³，
立方體的質量：
m===3kg，
立方體的密度：
ρ===3×10³kg/m³＞1.0×10³kg/m³，
所以立方體會沉入水底，受到的浮力為：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N；
（4）立方體A在水中靜止時對容器底部的壓力：
F_壓′=G-F_浮=30N-10N=20N．
答：（1）拉力F為0.3N；
（2）立方體A對水平地面的壓強為3000Pa；
（3）該立方體A所受浮力為10N；
（4）立方體A在水中靜止時，對容器底部的壓力是多少？F_壓′=G-F_浮=30N-10N=20N．
點評：本題考查了二力平衡條件的應用和壓強公式、重力公式、密度公式、物體浮沉條件、阿基米德壓力的靈活運用，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，物體完全浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等．