Question

把一个边长为10cm的立方体物块，用细线系着放入底面积为200cm²，重为4N的圆柱形薄壁玻璃容器底部，此时物块刚好与容器底轻触，如图甲所示，然后逐渐向容器内倒入水（水始终未溢出），测量容器内水的深度h，分别计算出该物块对应受到的浮力F_浮，并绘制了如图乙所示的图象．请你：

（1）试判断水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，细线对物块的拉力是逐渐增大，还是逐渐减小？

（2）当容器中水的深度为8cm时，水对容器底的压强是多少Pa？

（3）当容器中水的深度为8cm时，此时物块受到的浮力是多少N？排开水的体积是多少m³？

（4）当容器中水的深度为8cm时，容器中水的重力为8N，求容器对水平桌面的压强是多少Pa？

Answer 1

 （1）由图象可知：水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越大，浮力与拉力之和等于重力，故细线对物块的拉力逐渐减小；

（2）p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.08m=800Pa；

（3）由图乙知，水的深度为8cm时，此时对应的物块受到的浮力是8N；

根据F_浮=ρ_液gV_排，则排开水的体积是V_排===8×10^﹣4m³；

（4）由图乙知，水的深度为8cm时，物块处于漂浮状态，细线对物块无拉力作用，即：F_浮=G_物=8N；

容器对水平桌面的压力：F=G_水+G_物+G_容=8N+8N+4N=20N，受力面积：S=200cm²，=0.02m²，

容器对水平桌面的压强是

p===1000Pa；

答：（1）细线对物块的拉力是逐渐减小；

（2）当容器中水的深度为8cm时，水对容器底的压强是800Pa；

（3）当容器中水的深度为8cm时，此时物块受到的浮力是8N；排开水的体积是8×10^﹣4m³；

（4）当容器中水的深度为8cm时，容器中水的重力为8N，求容器对水平桌面的压强是1000Pa．