Question

如图所示，质量为2kg，边长为10cm的正方体挂在弹簧称上，并浸没在水中，物体上表面距水面2cm．则物体的密度为________ kg/m³；弹簧称的示数为________ N；物体受到的浮力为________ N；物体的下表面受到水的压强为________ Pa；物体的下表面受到水的压力为________ N．

Answer 1

2×10³    10    10    1.2×10³    12
分析：（1）已知边长可求物体的体积，根据公式ρ=可求物体的密度；
（2）根据公式F_浮=ρ_水gV_排可求物体受到的浮力；
（3）已知物体的质量，根据公式G=mg可求物体的重力，已知物体完全浸没，此时弹簧秤的示数等于物体的重力减去物体所受的浮力；
（4）已知上表面距水面的深度，可求下表面距离水面的深度，根据公式P=ρgh可求物体的下表面受到水的压强．
（5）根据（4）求得的物体的下表面受到水的压强．利用F=PS即可求得物体的下表面受到水的压力．
解答：（1）物体的体积V=（0.1m）³=10^-3m³；
物体的密度ρ===2×10³kg/m³；
（2）物体受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N；
（3）物体的重力G=mg=2kg×10N/kg=20N；此时弹簧秤的示数G′=G-F_浮=20N-10N=10N；
（4）物体的下表面距离水面的深度h=2cm+10cm=12cm=0.12m；
物体的下表面受到水的压强为P=ρgh=1000kg/m³×10N/kg×0.12m=1.2×10³Pa；
（5）物体的面积S=10cm×10cm=100cm²=10^-2m²．
物体的下表面受到水的压力F=PS=1.2×10³Pa×10^-2m²=12N．
故答案为：2×10³；10；10；1.2×10³；12．
点评：本题考查重力、体积、浮力、液体压强的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，要知道影响液体压强的因素是液体的密度和液体的深度，这个深度指的是距离液面的垂直高度．