Question

2．一邊長為0.1m的實心正方體重為8N，用水平向右的拉力F使其在沿水平面勻速運動了5m，拉力F做的功為20J．（ρ_水=1.0×10³ kg/m³，g=10N/kg） 求：
（1）正方體對水平面的壓強；
（2）正方體受到的摩擦力；
（3）將該正方體投入足夠深的水中，靜止時它受到的浮力．

Answer 1

分析 （1）正方體對水平面的壓力等于其重力，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出壓強；
（2）已知拉力做的功和移動的距離，根據(jù)W=Fs求出拉力，因為勻速運動，所以摩擦力和拉力是平衡力，大小相等，據(jù)此求出摩擦力；
（3）先求出正方體完全浸沒時受的浮力，根據(jù)浮沉條件判斷出物體在水中的狀態(tài)，再求浮力．

解答 解：（1）正方體對水平面的壓力：F=G=8N，
則正方體對水平面的壓強：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{8N}{（0.1m）^{2}}$=800Pa；
（2）由W=Fs可得，拉力：
F=$\frac{W}{s}$=$\frac{20J}{5m}$=4N，
因為正方體沿水平面勻速運動，
所以，正方體受到的摩擦力：f=F=4N；
（3）正方體浸沒在水中時受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_物=1.0×10³kg/m³×10N/kg×（0.1m）³=10N，
比較可知F_浮＞G，
所以，正方體投入足夠深的水中后將上浮，靜止時處于漂浮狀態(tài)，
靜止時它受到的浮力：F_浮′=G=8N．
答：（1）正方體對水平面的壓強為800Pa；
（2）正方體受到的摩擦力為4N；
（3）將該正方體投入足夠深的水中，靜止時它受到的浮力為8N．

點評 本題考查了壓強、功、阿基米德原理公式的應用以及二力平衡條件、浮沉條件，涉及的知識點較多，難度不大．