Question

如图1所示，边长为0.1m的立方体A重30N，放在水平地面上，用水平拉力F拉着立方体A在水平地面上作匀速直线运动．已知运动过程中物体所受阻力为物重的0.01倍．（g取10N/kg）求：
（1）拉力F为多大？
（2）立方体A对水平地面的压强多大？
（3）若把立方体A放入如图2所示盛水的容器中，求该立方体A所受浮力？
（4）除以上3个问题外，请你再提出一个问题，并解答．

Answer 1

解：（1）根据题意可知：
运动过程中物体所受阻力f=0.01G=0.01×30N=0.3N，
∵立方体A作匀速直线运动时，受到的阻力和拉力是一对平衡力，
∴拉力F=f=0.3N；
（2）立方体A对水平地面的压力：
F_压=G=30N，
对地面的压强：
p===3000Pa；
（3）立方体的体积为：
V=（0.1m）³=0.001m³，
立方体的质量：
m===3kg，
立方体的密度：
ρ===3×10³kg/m³＞1.0×10³kg/m³，
所以立方体会沉入水底，受到的浮力为：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N；
（4）立方体A在水中静止时对容器底部的压力：
F_压′=G-F_浮=30N-10N=20N．
答：（1）拉力F为0.3N；
（2）立方体A对水平地面的压强为3000Pa；
（3）该立方体A所受浮力为10N；
（4）立方体A在水中静止时，对容器底部的压力是多少？F_压′=G-F_浮=30N-10N=20N．
分析：（1）先根据题意求出运动过程中物体所受的阻力，再根据物体做匀速直线运动时拉力和阻力是一对平衡力得出拉力的大小；
（2）立方体A对水平地面的压力和自身的重力相等，根据G=mg求出其大小，再利用p=求出对地面的压强；
（3）已知立方体的边长可求其体积，已知重力可求其质量，根据公式ρ=可求密度，然后与水的密度进行比较，判断出最终A静止时会处于什么状态，进一步求出浮力；
（4）立方体A在水中静止时对容器底部的压力等于自身的重力减去受到的浮力．
点评：本题考查了二力平衡条件的应用和压强公式、重力公式、密度公式、物体浮沉条件、阿基米德压力的灵活运用，关键是知道水平面上物体的压力和自身的重力相等，物体完全浸没时排开液体的体积和本身的体积相等．