Question

【題目】重為200N的方形玻璃槽，底面積為0.4m2，放在水平臺面上，向槽中加水至水深0.3m（已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g取10N/kg，玻璃槽的側(cè)壁厚度不計）

（1）求水對槽底部的壓強和槽底對水平臺面的壓強；

（2）將邊長為20cm的正方體物塊輕輕放入水中，當(dāng)其靜止時，測出該物塊露出水面的高度為5cm，求該物塊的密度；

（3）用力F垂直向下作用在物塊的上表面，使物塊露出水面的高度為2cm并保持靜止，求此時力F的大小。

Answer 1

【答案】（1）3×103Pa（2）3.5×103Pa（3）0.75×103kg/m3（4）12N

【解析】

（1）①利用計算水對槽底部的壓強；②玻璃槽對水平臺面的壓力等于玻璃槽與水的重力之和，水的重力利用 和可求，然后利用計算玻璃槽對水平臺面的壓強；（2）物體漂浮，則浮力等于重力，根據(jù)和可列出等式，求解該物塊的密度；（3）根據(jù)力的平衡可知，力F的大小等于物塊增大的浮力。據(jù)此計算F的大小。

解答：（1）水對槽底部的壓強：；水的體積：，根據(jù)和可得，水的重力：，玻璃槽對水平臺面的壓力：，玻璃槽對水平臺面的壓強：；

（2）正方體物塊輕輕放入水中，當(dāng)其靜止時，處于漂浮狀態(tài)，所以=，根據(jù)和可得：，代入數(shù)值可得：，解得：；

（3）根據(jù)力的平衡可知，力F的大小等于物塊增大的浮力，即：。

答：（1）水對槽底部的壓強和槽底對水平臺面的壓強分別為3×103Pa、3.5×103Pa；

（2）該物塊的密度為0.75×103kg/m3；

（3）此時力F的大小為12N。