Question

3．邊長為10cm的立方體物體，浸沒在水中，物體上表面與液面平行，且液體表面到物體上表面的距離為5cm，求：
（1）在水中，物體上表面受到的壓力的大小和方向．
（2）在水中，物體下表面受到的壓力的大小和方向．
（3）物體在水中受浮力的大小．

Answer 1

分析 根據(jù)p=ρgh求出上下表面受到的壓強，根據(jù)F=pS求出木塊上下表面受到的壓力．
浮力等于物體上下表面所受的壓力之差．

解答 解：（1）由題立方體上表面的深度h_上=5cm，
p_上=ρ_水gh_上=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-2m=500Pa；
由p=$\frac{F}{S}$得：
F_上=p_上S=500Pa×10×10×10^-4m²=5N；方向是豎直向下；
（2）下表面的深度為h_下=10cm+5cm=15cm，
p_下=ρ_水gh_下=1.0×10³kg/m³×10N/kg×15×10^-2m=1500Pa；
F_下=p_下S=1500Pa×10×10×10^-4m²=15N；方向是豎直向上；
（3）F_浮=△F=F_下-F_上=15N-5N=10N．
答：（1）物體的上表面受到的水的壓力是5N；方向是豎直向下；
（2）物體的下表面所受到的水的壓力是15N；方向是豎直向上；
（3）物體所受到的水的浮力是10N．

點評 本題考查液體壓強、壓力和浮力的計算．浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體向上托的力叫做浮力，浮力的產(chǎn)生原因是因為物體下表面受到向上的壓力大于物體上表面受到的向下的壓力．