Question

19．一正方体物块边长10cm，浸没在水中，下表面到水面的距离20cm，上表面与水面相平行．
求：（1）物块下表面受压强．
（2）物块上下表面受到水的压力差．
（3）此时物块受到的浮力，（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）知道下表面到水面的距离，根据p=ρgh求出物块下表面受到的压强；
（2）根据题意求出上表面的距离，根据p=ρgh求出物块上表面受到的压强，根据题意求出正方体的底面积，根据F=pS求出物块上下表面受到水的压力差；
（2）浮力产生的原因是物体上下表面压力不同，压力差即浮力．

解答 解：（1）物块下表面受到的压强：
p_下=ρgh_下=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2000Pa；
（2）上表面与水面相平行，则物体上表面的深度：
h_上=h_下-L=20cm-10cm=10cm=0.1m，
上表面受到的压强：
p_上=ρgh_上=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa，
所以，由p=$\frac{F}{S}$可得，物块上下表面受到水的压力差：
△F=F_下-F_上=p_下S-p_上S=（p_下-p_上）S=（2000Pa-1000Pa）×（0.1m）²=10N；
（3）物体所受浮力等于上下表面的压力差，即F_浮=F_下-F_上=10N．
答：（1）物块下表面受压强为2000Pa；
（2）物块上下表面受到水的压力差为10N；
（3）此时物块受到的浮力为10N．

点评 本题考查了液体压强和固体压强公式以及浮力产生的原因，正确的计算物体上表面的深度是关键．