Question

【題目】張老師在研究浮力產(chǎn)生原因時(shí)，做了如下實(shí)驗(yàn)，圖1是由容器A和B構(gòu)成的連通器，B容器底的中間部分有一個(gè)面積為80cm2方形孔，將密度為0.6g/cm3、邊長(zhǎng)為10cm的正方體木塊放在B容器中，且把容器底的正方形孔密合覆蓋，然后向B容器緩慢注入15cm深的水，發(fā)現(xiàn)木塊沒有上浮，靜止在B容器底部．

（1）求B容器中水對(duì)木塊壓力的大小和方向（g=10N/kg）；
（2）為使B容器中的木塊上浮，至少需要在A容器中注入距離B容器底多深的水？

Answer 1

【答案】
（1）

解：木塊上表面受到水的壓強(qiáng)為p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×（0.15m﹣0.1m）=500Pa，

上表面所受水的壓力為：F=pS=500Pa×0.01m2=5N，方向：垂直上表面向下；

答：B容器中水對(duì)木塊壓力的大小5N和方向垂直上表面向下；

（2）

解：木塊的重力為G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N，

則為使B容器中的木塊上浮，至少A中所注入的水所產(chǎn)生的向上的壓力F1=5N+6N=11N，

A中水所要產(chǎn)生的壓強(qiáng)應(yīng)為

因此A中水的深度為

答：為使B容器中的木塊上浮，至少需要在A容器中注入距離B容器底13.75cm深的水．

【解析】（1）利用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求出B中水對(duì)于木塊上方產(chǎn)生的壓強(qiáng)，再利用F=pS求出對(duì)上表面的壓力；
（2）先利用p=求出A中要注入的水對(duì)木塊下底面產(chǎn)生的壓強(qiáng)，再利用p=ρgh求出所注入水的深度．
【考點(diǎn)精析】關(guān)于本題考查的浮力產(chǎn)生的原因，需要了解浮力產(chǎn)生的原因：浸在液體中的物體受到液體對(duì)它向上的壓力大于液體對(duì)它向下的壓力．兩個(gè)壓力的合力就是浮力，浮力的方向是豎直向上的才能得出正確答案．