Question

8．将重50N边长10cm的立方体金属块用细线悬挂浸入水中，水对物块下表面产生22N的压力（下表面未与底部接触）如图所示，则物体所受浮力为10N；手对绳子的拉力是40N；上表面到水面距离h=0.12m．（g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）知道立方体金属块的边长，可求体积，金属块浸没水中，排开水的体积等于金属块的体积，利用阿基米德原理求受到的浮力；
（2）手对绳子的拉力等于金属块的重力减去浮力；
（3）知道了浮力，利用F_浮=F_下表面-F_上表面求上表面受到的压力，求出上表面面积，利用p=$\frac{F}{S}$求上表面受到的压强，再利用p=gh求上表面到水面距离．

解答 解：
（1）金属块的体积：V=（0.1m）³=0.001m³，
金属块浸没水中，V_排=V=0.001m³，
受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N；
（2）金属块受向上的拉力、向上的浮力和向下的重力，
所以手对绳子的拉力：F=G-F_浮=50N-10N=40N；
（3）根据浮力产生的原因可知，F_浮=F_下表面-F_上表面，
所以，F_上表面=F_下表面-F_浮=22N-10N=12N，
上表面受到的压强：
p=$\frac{{F}_{上表面}}{S}$=$\frac{12N}{0.1m×0.1m}$=1200Pa，
由p=ρgh得，上表面所处的深度：
h=$\frac{p}{ρg}$=$\frac{1200Pa}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.12m．
故答案为：10；40；0.12．

点评 本题考查了阿基米德原理、压强公式p=$\frac{F}{S}$和液体压强公式的应用，理解浮力产生的实质（压力差）F_浮=F_下表面-F_上表面是关键．