Question

12．放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重為4N，容器的底面積為100cm²，容器中水重10N，彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上掛著重為10N的物塊，物塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)，如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N．（g=10N/kg，水的密度為1×10³kg/m³）求
（1）物塊受到的浮力．
（2）物塊的體積．
（3）桌面受到容器的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱重法，由F_浮=G-F_拉求解；
（2）根據(jù)阿基米德原理，由F_浮=ρ_水V_排g求出物體排開(kāi)水的體積；
（3）把水、容器、物塊看做整體，受到水、容器、物塊豎直向下的重力和豎直向上彈簧測(cè)力計(jì)的拉力、桌面的支持力，根據(jù)力的平衡條件求出支持力的大小，支持力和容器最桌面的壓力是一對(duì)相互作用力，二力大小相等，根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）由題可知，物塊受到的浮力：F_浮=G-F_拉=10N-2N=8N；
（2）由F_浮=ρ_水V_排g可得：V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水g}}$=$\frac{8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10^-4m³；
（3）把水、容器、物塊看做整體，受到水、容器、物塊豎直向下的重力和豎直向上彈簧測(cè)力計(jì)的拉力、桌面的支持力作用處于靜止，
由力的平衡條件可得：
G_水+G_容+G_物=F′+F_支持，
桌面對(duì)容器的支持力：
F_支持=G_水+G_容+G_物-F′=10N+4N+10N-2N=22N，
因支持力和容器最桌面的壓力是一對(duì)相互作用力，
所以，容器對(duì)桌面的壓力：
F₂=F_支持=22N，
容器對(duì)桌面的壓強(qiáng)：p₂=$\frac{{F}_{2}}{S}$=$\frac{22N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2200Pa；
答：（1）物塊受到的浮力為8N；
（2）物塊的體積為8×10^-4m³；
（3）桌面受到容器的壓強(qiáng)2000Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)、浮力的計(jì)算以及運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的判斷，關(guān)鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，難點(diǎn)是根據(jù)力的平衡和相互作用力求出物塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)容器對(duì)桌面的壓力．