Question

10．邊長為10cm的立方體石塊，上表面與水面平行，距水面深度為0.9m．求：
（1）石塊上、下表面水的壓強；
（2）石塊上、下表面受到水的壓力；
（3）石塊上、下表面受到水的壓力的合力的大小及方向；
（4）石塊在水中受到的浮力（g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)p=ρgh求出上下表面受到的壓強；
（2）根據(jù)F=pS求出石塊上下表面受到的壓力；
（3）已知物體受兩個力，二力方向相反，則由力的合成可求得合力的大小及方向．
（4）浮力等于物體上下表面所受的壓力之差，

解答 解：（1）鐵塊上表面的深度為h_上=0.9m，
p_上=ρ_水gh_上=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.9m=9×10³Pa；
下表面的深度為h_下=0.1m+0.9m=1m，
p_下=ρ_水gh_下=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1m=1×10⁴Pa；
（2）由p=$\frac{F}{S}$可得：
F_上=p_上S=9×10³Pa×10×10×10^-4m²=90N
F_下=p_下S=1×10⁴Pa×10×10×10^-4m²=100N
（3）F_上=90N，方向向下，F(xiàn)_下=100，方向豎直向上，則可知：
合力：F_合=F_下-F_上=100N-90N=10N
（4）F_浮=△F=F_下-F_上=100N-90N=10N．
答：（1）石塊上表面的水的壓強為9×10³Pa；下表面水的壓強為1×10⁴Pa；
（2）石塊上表面水的壓力為90N；下表面受到水的壓力為100N；
（3）石塊上、下表面受到水的壓力的合力的大小為10N，方向豎直向上；
（4）石塊在水中受到的浮力為10N．

點評 浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體向上托的力叫做浮力，浮力的產(chǎn)生原因是因為物體下表面受到向上的壓力大于物體上表面受到的向下的壓力．