如图甲所示.水平旋转的平底柱形容器A的底面积为200 cm2.不吸水的正方体木块B重为5 N.边长为10 cm.静止在容器底部.质量体积忽略的细线一端固定在容器底部.另一端固定在木块底面中央.且细线的长度为L＝5 cm.已知水的密度为1.0×103 kg/m3.求:(1)甲图中.木块对容器底部的压强多大?(2)问容器A中缓慢加水.当细线受到� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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如图甲所示，水平旋转的平底柱形容器A的底面积为200 cm²，不吸水的正方体木块B重为5 N，边长为10 cm，静止在容器底部，质量体积忽略的细线一端固定在容器底部，另一端固定在木块底面中央，且细线的长度为L＝5 cm，已知水的密度为1.0×10³ kg/m³.求：

（1）甲图中，木块对容器底部的压强多大？

（2）问容器A中缓慢加水，当细线受到拉力为1 N时，停止加水，如图乙所示，此时木块B受到的浮力是多大？

（3）将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，容器底部受到水的压强是多大？

（1）F=G=5 N，

S=0.1 m×0.1 m=0.01 m²

＝=500 Pa；

（2）木块B现在在水中受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力、拉力，在这三个力的作用下处于静止状态，故F_浮=G+F_拉=5 N+1 N=6 N；

（3）据（2）可知F_浮=6 N；故此时木块浸入水中的体积是：

F_浮=ρgV_排，V_排=F_浮/（ρg） =6 N/(1 000 kg/m³×10 N/kg)=0.000 6 m³；

故此时木块浸入水中的深度是：

h=V/S=0.000 6 m³/0.01 m² =0.06 m=6 cm；

故此时液面的总高度是：h=6 cm+5 cm=11 cm；

故此时杯中水的体积是：

V=0.02 m²×0.11 m-0.000 6 m³=0.001 6 m³

将图乙中与B相连的细线剪断，当木块静止时，木块恰好处于漂浮状态，即此时F_浮=G_物=5 N；

V_排=F_浮/（ρg） =5 N/(1 000 kg/m³×10 N/kg)=0.000 5 m³；

故此时水和木块浸入水中的总体积是：

V=0.001 6 m³+0.000 5 m³=0.002 1 m³；

所以此时的液体的深度是：

h=0.002 1 m³/0.02 m² =0.105 m；

故此时容器底部所受的压强是：

p=ρgh=1 000 kg/m³×10 N/kg×0.105 m=1 050 Pa.

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