Question

16．今年初，我国部分地区出现了严重的旱灾，人畜饮水困难，许多群众需要到很远的地方挑水饮用．如图所示小宇同学在挑水时为防止水溅出桶外，在水面上放上一薄木板，如图乙所示，木板有$\frac{3}{4}$的体积没入水中．若该木板的体积为200cm³，桶内水深为35cm．求：
（1）薄木板受到的浮力．
（2）桶底受到水的压强．
（3）若这担水总重360N，扁担与肩膀的接触面积为0.002m²，则小宇肩膀受到压强为多大？
（4）请你运用所学物理知识，写出一条小宇减小肩膀压强的方法．

Answer 1

分析 （1）由已知条件可知木板排开水的体积，则由阿基米德原理可求得木板受到的浮力；
（2）已知桶深，则由压强公式p=ρgh可求得桶底受到水的压强；
（3）已知水对肩的总压力和接触面积，则由压强公式p=$\frac{F}{S}$可求得小宇肩膀所受到的压强．
（4）减小压强的方法：在压力一定时，增大受力面积来减小压强；在受力面积一定时，减小压力来减小压强

解答 解：（1）由题意知，V_排=$\frac{3}{4}$V_木=$\frac{3}{4}$×200cm³=150cm³=1.5×10^-4m³
薄木板受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×1.5×10^-4m³=1.5N；
（2）桶底受到水的压强：p=ρ_水gh=1000kg/cm³×10N/kg×0.35m=3.5×10³Pa；
（3）小宇肩膀受到压强为：p′=$\frac{F}{S}$=$\frac{G}{S}$=$\frac{360N}{0.002{m}^{2}}$=1.8×10⁵Pa；
（4）根据减小压强的方法可知，在压力一定时，增大受力面积可减小压强．故可以在肩膀和扁担之间垫一毛巾等（合理即可）．
答：（1）薄木板受到的浮力为1.5N；
（2）桶底受到水的压强为3.5×10³Pa；
（3）小宇肩膀受到压强为1.8×10⁵Pa；
（4）可以在肩膀和扁担之间垫一毛巾（合理即可）．

点评 本题考查浮力大小的计算、阿基米德原理、压强公式的应用，属综合性应用题目；通过本题注意总结两个压强公式的应用范围．