Question

如圖所示，棱長為10厘米的正方體鐵塊浸沒在水中，上表面與水面平行，距水面50厘米，計算下列各題（均要寫出計算過程）
（1）鐵塊上表面受到水的壓強

p

1

=

4900Pa

，壓力

F

1

=

49

．
（2）鐵塊下表面受到水的壓強

p

2

=

5880Pa

，壓力

F

2

=

58.8N

．
（3）鐵塊上、下表面受到水的壓力差大小F=

9.8N

，方向

豎直向上

．
（4）根據阿基米德原理，鐵塊受到水的浮力F_浮=

9.8N

．
（5）比較上面（3）和（4）結論可得：鐵塊受到水的壓力差F

=

F_浮．

Answer 1

分析：上表面深度為50cm，下表面深度為50cm+10cm=60cm=0.6m．
液體壓強朝液體內部各個方向都有，而且隨液體深度增加而增大．
液體要先計算壓強，后計算壓力．
浮力產生的原因就是因為液體對物體上下兩個表面的壓力差而產生的，浮力的方向豎直向上．

解答：解：（1）鐵塊的上、下表面的面積為：
S=L×L=0.1m×0.1m=0.01m²
鐵塊上表面受到的液體向下的壓強為：
p₁=ρgh₁=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.5m=4900Pa
F₁=p₁S=4900Pa×0.01m²=49N，方向豎直向下．
（2）鐵塊下表面受到的液體向上的壓強為：
p₂=ρgh₂=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.6m=5880Pa
F₂=p₂S=5880Pa×0.01m²=58.8N，方向豎直向上．
（3）鐵塊上、下表面受到水的壓力差大小F
F_浮=F₂-F₁=58.8N-49N=9.8N，方向豎直向上．
（4）因為鐵塊全部浸沒，所以V_排=V_物，
則V_排=L×L×L=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m³，
浮力的大小為：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.001m³=9.8N．
（5）經計算可得鐵塊受到水的壓力差F=F_浮．
故答案為：（1）4900Pa；49；（2）5880Pa；58.8；（3）9.8N；豎直向上；（4）9.8N；（5）=．

點評：本題考查學生對液體壓強、壓力和浮力計算方法的掌握情況，主要液體壓強和壓力的計算順序．