Question

底面積為100厘米²的圓柱形容器內(nèi)裝有適量的液體，將其豎直放置在水平桌面上．把木塊A放入容器內(nèi)的液體中，靜止時(shí)，木塊A有五分之一的體積露出液面，此時(shí)液體的深度為20厘米．如果木塊A上放一個(gè)金屬塊B，木塊A恰好沒入液面，如右圖所示．已知木塊A的體積是250厘米³，質(zhì)量為160克，g=10牛/千克．求：（1）金屬塊B受到的重力．（2）木塊A恰好沒入液面時(shí)，液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)．

Answer 1

【答案】分析：A物體放在液體中漂浮，根據(jù)漂浮條件，求出液體的密度．
當(dāng)B物體放在A物體上，A物體剛好浸沒在液體中，A、B整體漂浮在液面上，整體受到的浮力等于整體的重力，根據(jù)這個(gè)等量關(guān)系列出等式，求出B物體重力．
當(dāng)B物體放在A物體上，液面上升的體積為A物體體積的五分之一，求出液面上升的高度，求出液面的總高度，根據(jù)液體密度公式求出液體壓強(qiáng)．
解答：解：（1）A物體漂浮在液面上，
所以，F(xiàn)_浮=G_A=m_Ag，
所以，ρ_液gV_排=m_Ag，
所以，ρ_液===800kg/m³．
當(dāng)B物體放在A物體上，A物體剛好浸沒在液體中，A、B整體漂浮在液面上，
所以，F(xiàn)_浮'=G_A+G_B，
所以，G_B=F_浮'-G_A=ρ_液gV_排'-G_A=800kg/m³×10N/kg×250×10^-6m³-0.16kg×10N/kg=0.4N．
（2）當(dāng)B物體放在A物體上，液面上升的體積為A物體體積的五分之一，
所以液面上升的高度為：h'===0.005m，
液面深度為：h=h+h'=0.2m+0.005m=0.205m，
所以液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)為：
p=ρ_液gh=800kg/m³×10N/kg×0.205m=1640Pa．
答：（1）金屬塊B受到的重力是0.4N．（2）木塊A恰好沒入液面時(shí)，液體對(duì)容器底的壓強(qiáng)是1640Pa．
點(diǎn)評(píng)：本題兩次運(yùn)用漂浮條件列出等式求液體密度和B物體的重力，漂浮條件和懸浮條件在浮力問題中有廣泛的應(yīng)用．
計(jì)算壓強(qiáng)問題一定要確定是液體壓強(qiáng)還是固體壓強(qiáng)，選擇合適的公式進(jìn)行計(jì)算．