Question

放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重4N，底面積為100cm²，彈簧測力計的掛鉤上掛著重為10N的物塊．現(xiàn)將物塊浸沒在水中，容器內(nèi)水面由16cm上升到20cm．（g取10N/kg）
求：
（1）物塊的密度；
（2）物塊受到的浮力大��；
（3）物塊浸沒水中后，容器對桌面的壓強．

Answer 1

解：（1）物體的質(zhì)量是：m===1kg，
物體的體積等于排開水的體積，即V=Sh=100×10^-4m²×0.04m=0.4×10^-3m³
所以物體密度ρ===2.5×10³kg/m³，
（2）因排開水的體積為V=0.4×10^-3m³
則物體的浮力：F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4×10^-3m³=4N．
（3）以容器、水以及物體作為整體研究，受力平衡，桌面受到的壓力大小為F_總=F_浮+G_容器+G_水
容器內(nèi)水的重力G_水=mg=ρVg=ρShg=1000kg/m³×100×10^-4m²×0.16m×10N/kg=16N，
所以物塊浸沒水中后，容器對桌面的壓強：P=====2.4×10³Pa．
答：（1）物體的密度為2.5×10³kg/m³；
（2）物塊受到的浮力為4N；
（3）物塊浸沒水中后，容器對桌面的壓強為2.4×10³Pa．
分析：（1）根據(jù)m=可求出物體的質(zhì)量，因為物體全部浸沒，所以物體的體積等于排開水的體積，根據(jù)容器內(nèi)水面由16cm上升到20cm和容器的底面積可求出排開水的體積，再利用ρ=可求出物體的密度．
（2）根據(jù)容器內(nèi)水面由16cm上升到20cm和容器的底面積可求出排開水的體積，再利用F_浮=ρgV_排可求出所受浮力．
（3）已知物塊未放入水中時水的深度和容器的底面積，可求水的體積，根據(jù)公式m=ρV可求水的質(zhì)量，進一步求出水的重力，根據(jù)力的平衡可知桌面受到的壓力等于容器的重力加上水的重力再加上物體對水向下的壓力，這個壓力等于物體所受的浮力．再利用P=即可求得物塊浸沒水中后，容器對桌面的壓強．
點評：本題也可以把水、容器看成一個整體來研究，第三問更簡單一些．做這種大題時要心靜，想著把大題變成一個一個的小題來突破，你會發(fā)現(xiàn)，其實我們這些題都做過．