Question

19．科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型（如图），总重为4N，A底部与浮子B用细绳相连．水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升，使航标灯静止时A浸入水时的深度始终为5cm，排开水的质量为500g，浮子B重0.5N（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦），泡沫塑料A底部受到水的压强是500Pa，航标灯静止时，浮子B体积应为1.5×10^-4m³．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）知道泡沫塑料A底部所处的深度和水的密度，利用液体压强公式求其受到的压强大小；
（2）航标灯静止时，浮子B受的浮力（竖直向上）等于竖直向下的重力加上拉力，而拉力等于泡沫塑料A受到的浮力减去航标灯模型的总重，再利用阿基米德原理求浮子B的体积．

解答 解：（1）A底部受到水的压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa；
（2）A受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.5kg×10N/kg=5N，
A对绳子的拉力：F=F_浮-G_A=5N-4N=1N，
B受到的浮力：F_浮′=G_B+F=0.5N+1N=1.5N，
由F_浮=ρV_排g得：
B的体积V_B=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.5N}{1.0×{10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.5×10^-4m³．
故答案为：500Pa；1.5×10^-4m³．

点评 本题考查了力的合成（力的平衡）、阿基米德原理、物体的浮沉条件（漂浮条件）、液体的压强计算，涉及到两次对物体进行受力分析，综合性强，属于难题．