Question

如图所示的容器中，有一正方体悬浮在水中，它的上表面受到水的压强是1 000Pa，下表面受到水的压强是2 000Pa，求：
（1）正方体上表面受到水的向下的压力F_上．
（2）下表面受到水的向上的压力F_下．
（3）正方体在水中受到的浮力．
（4）浮力的方向．（取g=10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据上下表面受到水的压强可求得h₁和h₂，然后可求得正方体的棱长，从而可知其面积；再根据p=的公式变形可求得正方体上表面受到水的向下的压力F_上．
（2）根据（1）求得的正方体的面积，再根据p=的公式变形可求得正方体下表面受到水的向上的压力F_下．
（3）根据F_下-F_上求得正方体在水中受到的浮力．
（4）浮力的方向总是竖直向上的．
解答：解：（1）∵p_上=ρgh_上，
∴h_上===0.1m，
∵p_下=ρgh_下，
∴h_下===0.2m，
正方体棱长：l=h_下-h_上=0.2m-0.1m=0.1m，
正方体上下表面积s=l²=0.01m²，
（1）F_上=p_上S=1000Pa×0.01m²=10N，
（2）F_下=p_下S=2000Pa×0.01m²=20N
（3）F_浮=△F=F_下-F_上=20N-10N=10N，
（4）浮力的方向总是竖直向上的．
答：（1）正方体上表面受到水的向下的压力F_上为10N；
（2）下表面受到水的向上的压力F_下为20N；
（3）正方体在水中受到的浮力为10N；
（4）浮力的方向是竖直向上的．
点评：本题考查浮力的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难度不大，但解题过程繁琐，解题时一定要仔细．