Question

如圖所示，一個(gè)邊長(zhǎng)為L(zhǎng)=10cm的正方體金屬塊浸沒在水中，其上表面與水面平行且距水面H=20cm，求：金屬塊上、下表面受到的壓強(qiáng)、壓力大小，浮力大小及方向．（取g=10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：上表面深度為20cm，下表面深度為20cm+10cm=30cm．
液體壓強(qiáng)朝液體內(nèi)部各個(gè)方向都有，而且隨液體深度增加而增大．
液體要先計(jì)算壓強(qiáng)，后計(jì)算壓力．
浮力產(chǎn)生的原因就是因?yàn)橐后w對(duì)物體上下兩個(gè)表面的壓力差而產(chǎn)生的，浮力的方向豎直向上．
解答：解：金屬塊的上、下表面的面積為：
S=L×L=0.1m×0.1m=0.01m²
金屬塊上表面受到的液體向下的壓強(qiáng)為：
p₁=ρgh₁=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2000Pa
F₁=p₁S=2000Pa×0.01m²=20N，方向豎直向下．
金屬塊下表面受到的液體向上的壓強(qiáng)為：
p₂=ρgh₂=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.3m=3000Pa
F₂=p₂S=3000Pa×0.01m²=30N，方向豎直向上．
浮力的大小為：
F_浮=F₂-F₁=30N-20N=10N，方向豎直向上．
答：
金屬塊上表面受到的壓強(qiáng)為2000Pa，壓力為20N．下表面受到的壓強(qiáng)為3000Pa，壓力為30N．
浮力大小為10N，方向豎直向上．
點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)、壓力和浮力計(jì)算方法的掌握情況，主要液體壓強(qiáng)和壓力的計(jì)算順序．