在水平台面上放置一個底面積為100cm2的圓筒形容器，容器內水深20cm，將一個長方體用細線拴好懸掛在*簧測力...

問題詳情：

在水平台面上放置一個底面積為100cm2的圓筒形容器，容器內水深20cm，將一個長方體用細線拴好懸掛在*簧測力計下，從水面開始逐漸浸入直至浸沒到水面下某處停止．此過程中，*簧測力計的示數F與長方體下表面到水面的距離h的關係圖象如圖所示．（g=10N/kg，容器厚度、細線重均不計，容器內的水未溢出）．求：

（1）長方體浸沒在水中受到的浮力；

（2）長方體浸沒時，水對容器底的壓強．

【回答】

【分析】（1）由圖象知，當h=0時，此時測力計的示數等於圓柱體的重力；當h≥10cm時，測力計的示數不變，説明此時浮力不變，圓柱體完全浸沒，知道*簧測力計的示數，利用F浮=G﹣F示求長方體浸沒在水中受到的浮力；

（2）求出了長方體浸沒在水中受到的浮力，利用F浮=ρ水gV排得排開水的體積；利用V=Sh求容器內水的體積，可得長方體浸沒時，水和物體的總體積，進而求出容器內水的深度，再利用液體壓強公式求水對容器底的壓強．

【解答】解：

（1）由圖象知，當h=0時，此時測力計的示數等於圓柱體的重力，所以G=9N；

當h≥10cm時，測力計的示數不變，説明此時浮力不變，圓柱體完全浸沒，此時F示=5N；

所以長方體浸沒在水中受到的浮力：

F浮=G﹣F示=9N﹣5N=4N；

（2）由F浮=ρ水gV排得排開水的體積：

V排===4×10﹣4m3，

容器內水的體積：

V水=100cm2×20cm=2000cm3=2×10﹣3m3，

長方體浸沒時，水和物體的總體積：

V=V水+V排=2×10﹣3m3+4×10﹣4m3=2.4×10﹣3m3，

容器內水的深度：

h===0.24m，

水對容器底的壓強：

p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.24m=2400Pa．

答：（1）長方體浸沒在水中受到的浮力為4N；

（2）長方體浸沒時，水對容器底的壓強為2400Pa．

【點評】本題考查了浮力和液體壓強的計算，能從圖象得出相關信息是關鍵，難點在於求出物體浸沒水中後水的深度..[來源:學科網ZXXK]

知識點：壓強和浮力單元測試

題型：計算題