Question

【题目】重为200N的方形玻璃槽，底面积为0.4m2，放在水平台面上，向槽中加水至水深0.3m（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，玻璃槽的侧壁厚度不计）

（1）求水对槽底部的压强和槽底对水平台面的压强；

（2）将边长为20cm的正方体物块轻轻放入水中，当其静止时，测出该物块露出水面的高度为5cm，求该物块的密度；

（3）用力F垂直向下作用在物块的上表面，使物块露出水面的高度为2cm并保持静止，求此时力F的大小。

Answer 1

【答案】（1）3×103Pa（2）3.5×103Pa（3）0.75×103kg/m3（4）12N

【解析】

（1）①利用计算水对槽底部的压强；②玻璃槽对水平台面的压力等于玻璃槽与水的重力之和，水的重力利用 和可求，然后利用计算玻璃槽对水平台面的压强；（2）物体漂浮，则浮力等于重力，根据和可列出等式，求解该物块的密度；（3）根据力的平衡可知，力F的大小等于物块增大的浮力。据此计算F的大小。

解答：（1）水对槽底部的压强：；水的体积：，根据和可得，水的重力：，玻璃槽对水平台面的压力：，玻璃槽对水平台面的压强：；

（2）正方体物块轻轻放入水中，当其静止时，处于漂浮状态，所以=，根据和可得：，代入数值可得：，解得：；

（3）根据力的平衡可知，力F的大小等于物块增大的浮力，即：。

答：（1）水对槽底部的压强和槽底对水平台面的压强分别为3×103Pa、3.5×103Pa；

（2）该物块的密度为0.75×103kg/m3；

（3）此时力F的大小为12N。