Question

【題目】如圖所示，水平面上有一底面積為5.0×10﹣3m2的圓柱形容器（質(zhì)量不計），容器中裝有質(zhì)量為 0.5kg的水，現(xiàn)將一個質(zhì)量分布均勻、體積為5.0×105m3的物塊（不吸水）放入容器中，物塊漂浮在水面上，物塊浸入水中的體積為4.0×10﹣5m3．g=10N/kg。求

（1）物塊受到的浮力大小；

（2）求物塊的密度；

（3）此時容器對水平面的壓強；

（4）用力緩慢向下壓物塊使其恰好完全浸沒在水中（水未溢出）．求此時水對容器底的壓強．

Answer 1

【答案】（1）0.4N （2） 0.8×103kg/m3 （3）1.08×103Pa （4）1100Pa

【解析】（1）由題知，V排 =4.0×10-5 m3，F浮 =ρ水gV排 =1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-5m3 =0.4N；

（2）由于物塊漂浮在水面上，則物塊的重力G=F浮 =0.4N，

則質(zhì)量m=G/g=0.4N/10N/kg=0.04kg；

物塊的密度ρ=m/V=0.04kg/5.0×105m3=0.8×103kg/m3

（3）容器對水平面的壓力F=G水+G物=0.5kg×10N/kg+0.4N=5.4N

容器對水平面的壓強：P=F/S=5.4N/5.0×10﹣3m2=1.08×103Pa

（4）由ρ=m/V得水的體積為V水 =m水/ρ水=0.5kg/1.0×103kg/m3=5×10-4 m3，

物塊使其恰好完全浸沒在水中，水和物塊的總體積：

V=V水 +V物 =5×10-4 m3 +5×10-5 m3 =5.5×10-4 m3

則水的深度為h=V/S=5.5×104m3/5.0×103m2=0.11m，

所以水對容器底的壓強：p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa