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【题目】如图所示,水平地面上有一底面积为1.50×l0-2m2的圆柱形容器,容器中水深40cm,一个边长为10cm的正方体物块通过一根细线与容器底部相连,细线受到的拉力为4N。(g= 10N/kg)求:

(1)此时容器底受到水的压强和压力。

(2)此时物块受到的浮力和物块的质量。

(3)细线剪断后,物块静止时浸入水中的体积。

【答案】(1)此时容器底受到水的压强为4000Pa;压力为60N;

(2)此时物块受到的浮力为10N;物块的质量为0.6kg.

(3)细线的断后,物块静止时浸入水中的体积为6×10-4m3

【解析】

试题分析:(1)水对容器底的压强为:

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4=4000Pa;

根据可知水对容器底的压力为:

F=pS=4000Pa×1.5×10-2m2=60N;

(2)木块的体积V=10cm×10cm×10cm=1.0×10-3m3

木块浸没在水中时受到的浮力:FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N;

物体受到三个力的作用:竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力,则物体的重力为:

G=F-F=10N-4N=6N;

物体的质量为:

(3)因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力,所以剪断细线后,木块会上浮直至漂浮在水面上,由于漂浮,所以F=G=6N,

由FgV得:

答:(1)此时容器底受到水的压强为4000Pa;压力为60N;

(2)此时物块受到的浮力为10N;物块的质量为0.6kg.

(3)细线的断后,物块静止时浸入水中的体积为6×10-4m3

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