Question

3．有一鐵塊，長20cm，寬10cm，高5cm，用細線系住后，把它浸入水中如圖所示，鐵塊上表面距水面4cm，求：
（1）鐵塊上表面受到水對它的壓強；
（2）鐵塊下表面受到水對它向上的壓強；
（3）鐵塊受到水的向上與向下的壓力差．

Answer 1

分析 （1）求出鐵塊上表面的深度，利用p=ρgh求鐵塊上表面受到水的壓強；
（2）求出鐵塊下表面的深度，利用p=ρgh求鐵塊下表面受到水的壓強；
（3）先求出鐵塊上、下表面受到水的壓強差，再利用F=pS求鐵塊受到水的向上與向下的壓力差．

解答 解：
（1）鐵塊上表面所處的深度：h₁=4cm=0.04m，
鐵塊上表面受到水的壓強：
p₁=ρgh₁=1×10³kg/m³×10N/kg×0.04m=400Pa；
（2）鐵塊下表面所處的深度：h₂=h₁+5cm=0.04m+0.05m=0.09m，
鐵塊下表面受到水的壓強：
p₂=ρgh₂=1×10³kg/m³×10N/kg×0.09m=900Pa；
（3）鐵塊上、下表面受到水的壓強差：
△p=p₂-p₁=900Pa-400Pa=500Pa，
受力面積：S=20cm×10cm=200cm²=0.02m²，
根據(jù)△p=$\frac{△F}{S}$可得，鐵塊受到水的向上與向下的壓力差：
△F=△pS=500Pa×0.02m²=10N．
答：（1）鐵塊上表面受到水對它的壓強為400Pa；
（2）鐵塊下表面受到水對它向上的壓強為900Pa；
（3）鐵塊受到水的向上與向下的壓力差為10N．

點評 本題考查了液體壓強公式和壓強定義式的應(yīng)用，確定鐵塊上下表面在水中所處的深度是解題的關(guān)鍵．