Question

科技小組的同學(xué)用長(zhǎng)方體泡沫塑料A、三腳架和燈泡等制作了一個(gè)航標(biāo)燈模型（如圖），總重為4N，A底部與浮子B用細(xì)繩相連．水位上升時(shí)，浮子B下降；水位下降時(shí)，浮子B 上升，使航標(biāo)燈靜止時(shí)A浸入水中的深度始終為5cm，排開(kāi)水的質(zhì)量為500g，浮子B重為0.5N（不計(jì)繩重和繩與滑輪間的摩擦）
求：（1）泡沫塑料A底部受到水的壓強(qiáng)是多少？
（2）航標(biāo)燈靜止時(shí)，浮子B體積應(yīng)為多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道泡沫塑料A底部所處的深度和水的密度，利用液體壓強(qiáng)公式求其受到的壓強(qiáng)大��；
（2）航標(biāo)燈靜止時(shí)，浮子B受的浮力（豎直向上）等于豎直向下的重力加上拉力，而拉力等于泡沫塑料A受到的浮力減去航標(biāo)燈模型的總重，再利用阿基米德原理求浮子B的體積．
解答：解：（1）A底部受到水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa；
（2）A受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.5kg×10N/kg=5N，
A對(duì)繩子的拉力：F=F_浮-G_A=5N-4N=1N，
B受到的浮力：F_浮′=G_B+F=0.5N+1N=1.5N，
B的體積：
．
答（1）泡沫塑料A底部受到水的壓強(qiáng)是500Pa；
（2）航標(biāo)燈靜止時(shí)，浮子B體積應(yīng)為1.5×10^-4m³．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了力的合成（力的平衡）、阿基米德原理、物體的浮沉條件（漂浮條件）、液體的壓強(qiáng)計(jì)算，涉及到兩次對(duì)物體進(jìn)行受力分析，綜合性強(qiáng)，屬于難題．