Question

10．小明利用如圖所示的裝置進(jìn)行“探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)，物體的底面積是10cm²，高度是10cm．（g取10N/kg）
（1）物體剛接觸水面，到物體剛浸沒(méi)到水中用了5s，物體下降的平均速度是多少？
（2）物體剛浸沒(méi)于水中，它受到的浮力應(yīng)是多大？
（3）物體剛浸沒(méi)時(shí)底部受到水的壓強(qiáng)是多大？水對(duì)物體施加的向上的壓力是多大？

Answer 1

分析 （1）由v=$\frac{s}{t}$計(jì)算物體下降的平均速度；
（2）由物體底面積和高可得物體體積，由F_浮=ρ_液gV_排可得物體剛浸沒(méi)于水中受到的浮力；
（3）由p=ρgh計(jì)算物體剛浸沒(méi)時(shí)底部受到水的壓強(qiáng)；由p=$\frac{F}{S}$計(jì)算水對(duì)物體向上的壓力．

解答 解：
（1）物體高10cm，由v=$\frac{s}{t}$可得，
物體下降的平均速度：v=$\frac{h}{t}$=$\frac{0.1m}{5s}$=0.02m/s；
（2）由V=Sh和阿基米德原理可得，物體剛浸沒(méi)于水中受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=F_浮=ρ_液gSh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10×10^-4_m2×0.1m=1N；
（3）物體剛浸沒(méi)時(shí)底部受到水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa，
由p=$\frac{F}{S}$可得，水對(duì)物體施加的向上的壓力：
F=pS=1000Pa×10×10^-4_m2=1N．
答：（1）物體剛接觸水面到物體剛浸沒(méi)物體下降的平均速度是0.02m/s；
（2）物體剛浸沒(méi)于水中，它受到的浮力是1N；
（3）物體剛浸沒(méi)時(shí)底部受到水的壓強(qiáng)是1000Pa，水對(duì)物體拖加的向上的壓力是1N．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了平均速度、浮力、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，條件充足，只要能靈活運(yùn)用公式即可計(jì)算．剛浸沒(méi)時(shí)底部水對(duì)物體向上的壓力還可以由壓力差法計(jì)算．