Question

【题目】如图所示，水平地面上有一底面积为 1.50×l0-2m2 的圆柱形容器，容器中水深 40cm，一个边长为 10cm 的正方体物块通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为 4N。求：

（1）此时容器底受到水的压力；

（2）物块的质量；

（3）细线剪断后，物块静止时浸入水中的体积。

Answer 1

【答案】（1）60N（2） 0.6kg （3）6×10-4m3

【解析】

（1）水对容器底的压强为：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4000Pa；水对容器底的压力为：F＝pS＝4000Pa×1.5×10-2m2＝60N；
（2）木块的体积V＝10cm×10cm×10cm＝1.0×10-3m3，木块浸没在水中时受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3＝10N；物体受到三个力的作用：竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力，则物体的重力为：G＝F浮－F＝10N－4N＝6N；物体的质量为：m＝＝0.6kg；
（3）因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上，由于漂浮，所以 ＝G＝6N，V排′＝＝6×104m3。
答：（1）此时容器底受到水的压力为60N；
（2）物块的质量为0.6kg；
（3）细线的断后，物块静止时浸入水中的体积为6×10-4m3。