Question

【题目】张老师在研究浮力产生原因时，做了如下实验，图1是由容器A和B构成的连通器，B容器底的中间部分有一个面积为80cm2方形孔，将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中，且把容器底的正方形孔密合覆盖，然后向B容器缓慢注入15cm深的水，发现木块没有上浮，静止在B容器底部．

（1）求B容器中水对木块压力的大小和方向（g=10N/kg）；
（2）为使B容器中的木块上浮，至少需要在A容器中注入距离B容器底多深的水？

Answer 1

【答案】
（1）

解：木块上表面受到水的压强为p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×（0.15m﹣0.1m）=500Pa，

上表面所受水的压力为：F=pS=500Pa×0.01m2=5N，方向：垂直上表面向下；

答：B容器中水对木块压力的大小5N和方向垂直上表面向下；

（2）

解：木块的重力为G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N，

则为使B容器中的木块上浮，至少A中所注入的水所产生的向上的压力F1=5N+6N=11N，

A中水所要产生的压强应为

因此A中水的深度为

答：为使B容器中的木块上浮，至少需要在A容器中注入距离B容器底13.75cm深的水．

【解析】（1）利用液体压强公式p=ρgh求出B中水对于木块上方产生的压强，再利用F=pS求出对上表面的压力；
（2）先利用p=求出A中要注入的水对木块下底面产生的压强，再利用p=ρgh求出所注入水的深度．
【考点精析】关于本题考查的浮力产生的原因，需要了解浮力产生的原因：浸在液体中的物体受到液体对它向上的压力大于液体对它向下的压力．两个压力的合力就是浮力，浮力的方向是竖直向上的才能得出正确答案．