問題詳情:
如圖所示,已知重為10N的長方體木塊靜止在水面上,浸入在水中的體積佔木塊總體積的取。
求木塊所受到的浮力大小;
若木塊下表面所處的深度為米,求木塊下表面受到水的壓強;
若要將木塊全部浸沒水中,求至少需要施加多大的壓力。
【回答】
10N; 2000Pa;。
【解析】(1)由木塊漂浮在水面上知道,木塊受到的浮力等於重力,所以,木塊所受到的浮力大小是:F浮=G木=10N;
(2)因為木塊下表面所處的深度是h=0.2米,所以,木塊下表面受到水的壓強是:p=ρgh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.2m=2000Pa。
(3)由F浮=ρ水gV排 知道,漂浮時木塊排開液體的體積是:V排 =F浮/ρ水g=10N/1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10-3 m3 ;
由此知道木塊的體積是:V木 =5/4V排 =5/4×1×10-3 m3 =1.25×10-3 m3 ;
當木塊全部浸沒時受到水的浮力是:F′浮=ρ水gV木=1×103 kg/m3 ×10N/kg×1.25×10-3 m3 =12.5N;
由力的平衡條件知道,當木塊浸沒時,受到的重力、浮力和壓力的關係是:F浮′=G木 +F,所以施加的壓力至少是:F=F浮′-G木 =12.5N-10N=2.5N。
點睛:本題考查的是物體浮沉條件和阿基米德原理、液體壓強公式的理解與應用,考查的知識點較多,但都屬於基礎內容,難度不大。
知識點:壓強和浮力單元測試
題型:計算題