Question

5．重20N的正方体物块，边长为0.1m，现用一弹簧测力计把物块竖直悬挂起来并静止在装有足够深的水的容器中（物块下表面未接触到容器底部），其上表面刚好与水面相平．求：
（1）物块下表面受到水对它的压强是多大？
（2）物块受到水对它的浮力多大？
（3）此时弹簧秤的示数为多大？

Answer 1

分析 （1）已知上表面刚好与水面相平，可知下表面距离水面的深度，根据公式p=ρgh可求物块的下表面受到水的压强．
（2）已知边长可求物块的体积，根据公式F_浮=ρ_水gV_排可求物块受到的浮力．
（3）根据F_示=G-F_浮可求得弹簧秤的示数．

解答 解：（1）由于上表面刚好与水面相平，则物块的下表面距离水面的深度h=0.1m；
所以下表面受到水的压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×9.8N/kg×0.1m=980Pa；
（2）物块的体积：
V=（0.1m）³=1×10^-3m³；
上表面刚好与水面相平，则物体浸没在水中，即V_排=V，
物块受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×9.8N/kg×1×10^-3m³=9.8N．
（3）弹簧秤的示数F_示=G-F_浮=14N-9.8N=4.2N．
答：（1）物块下表面受到水对它的压强为980Pa；
（2）物块受到水对它的浮力为9.8N．
（3）此时弹簧秤的示数为4.2N．

点评 本题考查体积、浮力、液体压强的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道影响液体压强的因素是液体的密度和液体的深度，这个深度指的是距离液面的垂直高度．