Question

8．將重50N邊長10cm的立方體金屬塊用細線懸掛浸入水中，水對物塊下表面產(chǎn)生22N的壓力（下表面未與底部接觸）如圖所示，則物體所受浮力為10N；手對繩子的拉力是40N；上表面到水面距離h=0.12m．（g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）知道立方體金屬塊的邊長，可求體積，金屬塊浸沒水中，排開水的體積等于金屬塊的體積，利用阿基米德原理求受到的浮力；
（2）手對繩子的拉力等于金屬塊的重力減去浮力；
（3）知道了浮力，利用F_浮=F_下表面-F_上表面求上表面受到的壓力，求出上表面面積，利用p=$\frac{F}{S}$求上表面受到的壓強，再利用p=gh求上表面到水面距離．

解答 解：
（1）金屬塊的體積：V=（0.1m）³=0.001m³，
金屬塊浸沒水中，V_排=V=0.001m³，
受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N；
（2）金屬塊受向上的拉力、向上的浮力和向下的重力，
所以手對繩子的拉力：F=G-F_浮=50N-10N=40N；
（3）根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知，F(xiàn)_浮=F_下表面-F_上表面，
所以，F(xiàn)_上表面=F_下表面-F_浮=22N-10N=12N，
上表面受到的壓強：
p=$\frac{{F}_{上表面}}{S}$=$\frac{12N}{0.1m×0.1m}$=1200Pa，
由p=ρgh得，上表面所處的深度：
h=$\frac{p}{ρg}$=$\frac{1200Pa}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.12m．
故答案為：10；40；0.12．

點評 本題考查了阿基米德原理、壓強公式p=$\frac{F}{S}$和液體壓強公式的應(yīng)用，理解浮力產(chǎn)生的實質(zhì)（壓力差）F_浮=F_下表面-F_上表面是關(guān)鍵．