题目内容

如图所示,将一个体积为1.0×10-3m3、重6N的木块用细线系在底面积为400cm2的圆柱形容器的底部。当容器中倒入足够的水使木块被浸没时,求:(g=10N/kg)

(1)木块浸没在水中受到的浮力
(2)剪断细线后,木块处于静止时,木块露出水面的体积多大
(3)木块露出水面处于静止后,容器底部所受水的压强减小了多少
(1)10N (2)4.0×10-4m3(3)100Pa
因木块浸没在水中,所以V物=V排,再根据F浮=ρgV排即可求出木块浸没在水中时受到的浮力.由题意可知,剪断细线后,木块时漂浮在水面上的,则F=G,知道了木块受到的浮力大小,就可以根据阿基米德原理公式的变形式算出此时木块在水中的V.然后用木块的总体积减去排开液体的体积;液体压强公式是P=ρgh,要算容器底部所受水的压强变化了多少,就需要先算出液面高度下降了多少,而液面下降的高度取决于木块露出水面的体积,所以用木块露出水面的体积除以容器的底面积,就可以算出水面减小的高度,从而就可以算出变化的压强.
(1)由F=ρVg得木块浸没在水中时受到的浮力:
F=1.0×103kg/m3×1.0×10-3m3×10N/kg="10N" ……………………………………(2分)
(2)木块静止在水面时,由于漂浮,所以F=G=6N,
V=F/(ρg)=6N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=6.0×10-4m3
V=V- V=1.0×10-3m3-6.0×10-4m3=4.0×10-4m3 ………………………………(2分)
(3)h= V/S=4.0×10-4m3/400×10-4m2="0.01" m,由p=ρhg得:
p=1.0×103kg/m3×0.01m×10N/kg="100Pa" ……………
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