Question

7．如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着，已知水深为0.5m，木块的体积为4dm³，木块的密度为0.6×10³kg/m³．
试求：（1）水对容器底面的压强是多少？（已知ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（2）木块受到的浮力是多大？
（3）绳子所受拉力为多大？

Answer 1

分析 （1）已知水的深度，利用液体压强公式求水对容器底面的压强；
（2）已知木块体积（排开水的体积），利用阿基米德原理求所受浮力；
（3）知道木块的体积密度，根据密度公式求出木块的质量，根据G=mg求出重力，木块受到浮力和重力、绳子的拉力处于平衡状态，根据力的平衡条件求出绳子对木块的拉力．

解答 解：（1）水对容器底面的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.5m=5000Pa；
（2）因木块完全浸没水中，
所以，V_排=V=4dm³=4×10^-3m³，
木块受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m×10N/kg×4×10^-3m³=40N；
（3）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，木块的质量：
m=ρ_木V=0.6×10³kg/m³×4×10^-3m³=2.4kg，
木块受到的重力：
G=mg=2.4kg×10N/kg=24N，
因木块受到浮力和重力、绳子的拉力处于平衡状态，
所以，F_浮=F_拉+G，
则绳子对木块的拉力：
F_拉=F_浮-G=40N-24N=16N．
答：（1）水对容器底面的压强是5000Pa；
（2）木块受到的浮力是40N；
（3）绳子所受拉力为16N．

点评 本题考查了学生对压强公式、阿基米德原理、密度公式和重力公式以及力平衡条件的应用，计算过程要注意单位的换算．