题目内容
【题目】如图所示,容器中装有水,水中有一个木块被细线系着,已知整个装置重200N,容器底面积为200cm2,放在0.5m2的水平桌面中央,木块的体积为4dm3,木块的密度为0.6×103kg/m3,试求:
(1)容器对水平桌面的压强是多少?木块受到的浮力是多大?
(2)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?此时水对容器底的压强比第(1)问中的大还是小,为什么?
【答案】(1)1×104Pa;40 N;(2)24 N;变小了,因为物体排开水的体积变小,液面下降,深度减小
【解析】
(1).根据题意知道,整个装置重200N,容器底面积为200cm2,所以,容器对桌面的压力等于容器的总重,即F=200N,故容器对水平桌面的压强是:
,
由于木块的体积为4dm3,木块完全浸没时,
V排 =V=4dm3 =4×10-3 m3,
此时木块受到的浮力是:
F浮=ρ水gV排 =1000kg/m3 ×10N/kg×4×10-3 m3 =40N;
(2).木块的密度为0.6×103kg/m3,所以,木块的质量是:
,
木块的重力是:
G=mg=2.4kg×10N/kg=24N,
当木块漂浮在水面上时,所受的浮力是:
F浮=G木=24N;
此时由于木块漂浮在水面上,物体排开水的体积变小,液面下降,液体的深度减小,由p=ρgh知道,水对容器底的压强比第(1)问中变小了。
答:(1).容器对水平桌面的压强是1×104Pa;木块受到的浮力是40N;
(2).若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力是24N;此时水对容器底的压强比第(1)问中变小了,因为物体排开水的体积变小,液面下降,深度减小所致。
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