题目内容
【题目】水平放置的平底柱形容器A重5N,底面积是200cm2 , 内装有一些水,不吸水的正方体木块B重6N,边长为10cm,被一体积可疑忽略的细线拉住固定在容器底部,如图所示,拉至的细线长为L=5cm.受到拉力为1N,(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3),求:
(1)木块B受到的浮力是多大?
(2)容器底部受到水的压强是多大?
(3)容器对桌面的压强是多大?
【答案】
(1)解:木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力,
根据力的平衡条件可得,木块B受到的浮力:F浮=GB+F拉=6N+1N=7N;
答:木块B受到的浮力是7N;
(2)解:由F浮=ρgV排可得,木块排开水的体积:
V排= = =7×10﹣4m3,
木块的底面积:S木=0.1m×0.1m=1×10﹣2m2.
木块浸入水中的深度:h′= = =0.07m=7cm,
则水的深度:h=h′+L=7cm+5cm=12cm=0.12m,
容器底部受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa;
答:容器底部受到水的压强是1.2×103Pa;
(3)解:容器内水的体积:
V水=S容h﹣V排=200×10﹣4m2×0.12m﹣7×10﹣4m3=1.7×10﹣3m3,
由ρ= 可得,水的质量:
m水=ρ水V水=1.0×103kg/m3×1.7×10﹣3m3=1.7kg,
水的重力:G水=m水g=1.7kg×10N/kg=17N,
容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力,
即容器对桌面的压力:F=GA+GB+G水=5N+6N+17N=28N,
容器对桌面的压强:p′= = =1400Pa.
答:容器对桌面的压强是1400Pa.
【解析】(1)对木块做受力分析,木块受向上的浮力、向下的重力和向下的拉力,即F浮=G+F拉;(2)根据求得的木块B受到的浮力,利用F浮=ρgV排变形可求得排开水的体积,然后可知木块浸入水的深度,再加上拉直的细线长,即为水的深度,利用p=ρgh可求得容器底部受到水的压强;(3)容器对桌面的压力等于容器、木块和水受到的总重力,再利用p= 可求得容器对桌面的压强.