Question

如图所示，水平地面上有一底面积为1．50×l0^-2m²的圆柱形容器，容器中水深40cm，一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N。(g= 10N／kg)求：

(1)此时容器底受到水的压强和压力。

(2)此时物块受到的浮力和物块的质量。

(3)细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积。

Answer

（1）此时容器底受到水的压强为4000Pa；压力为60N；

（2）此时物块受到的浮力为10N；物块的质量为0.6kg．

（3）细线的断后，物块静止时浸入水中的体积为6×10-4m3．

【解析】

试题分析：（1）水对容器底的压强为：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4=4000Pa；

根据可知水对容器底的压力为：

F=pS=4000Pa×1.5×10-2m2=60N；

（2）木块的体积V=10cm×10cm×10cm=1.0×10-3m3，

木块浸没在水中时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N；

物体受到三个力的作用：竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力，则物体的重力为：

G=F浮-F=10N-4N=6N；

物体的质量为：；

（3）因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上，由于漂浮，所以F浮=G=6N，

由F浮=ρ水gV排得：．

答：（1）此时容器底受到水的压强为4000Pa；压力为60N；

（2）此时物块受到的浮力为10N；物块的质量为0.6kg．

（3）细线的断后，物块静止时浸入水中的体积为6×10-4m3．

考点：液体压强计算公式的应用；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用．