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4.如图,放在水平桌面上的圆柱形容器重4N,底面积100cm2,容器内水深16cm.弹簧测力计的挂钩上挂着体积为600cm3的金属块,现将金属块浸没在水中静止且不接触容器.取 g=10N/kg. 求:
(1)金属块未放入水中时,容器底受到水产生的压强;
(2)金属块浸没水中后,受到的浮力;
(3)金属块浸没水中后,容器对桌面的压强.

分析 (1)已知水的深度h,由液体压强公式可以求出水对容器底的压强.
(2)由浮力公式可以求出金属块受到的浮力.
(3)由于容器对桌面的压力为容器的重力、水的重力与物体对水的压力之和,则先求出压力,由压强公式求得容器对桌面的压强.

解答 解:(1)水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa;
(2)金属块受到的浮力:
FgV=1.0×103 kg/m3×10N/kg×600×10-6m3=6N;
(3)水的体积:V=100cm2×16cm=1.6×10-3m3
由ρ=$\frac{m}{V}$可知,水的质量:
m=ρV=1.0×103kg/m3×1.6×10-3m3=1.6kg,
水的重力:G=mg=1.6kg×10N/kg=16N,
则容器对桌面的压力为容器的重力、水的重力与物体对水的压力之和,
由于物体对水的压力等于水对物体的浮力,
所以对桌面的压力:F=4N+6N+16N=26N,
容器对桌面的压强为:
P=$\frac{F}{S}$=$\frac{26N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=2.6×103Pa;
答:(1)金属块未放入水中时,容器底受到水产生的压强为1600Pa;
(2)金属块浸没水中后,受到的浮力为6N;
(3)金属块浸没水中后,容器对桌面的压强为2.6×103Pa.

点评 本题考查压力、压强和浮力的计算,求容器对桌面的压强时也可以把水、容器看成一个整体来研究,第3问更简单一些.

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(2)测量固体的密度:
过程步骤①向量筒内倒入适量的水,测出水的体积V1
②用天平称出石块的质量m;
③把石块用线拴好浸没在水中,记下体积V2
④将m、V带入公式中,算出石块的密度ρ;
⑤根据V1、V2算出石块的体积V.
正确的操作步骤排序是:②①③⑤④.
数据表格
m/gV1/mlV2/mlV/mlρ/(kg/m3
305020



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