问题补充:
如图所示,容器中装有水,放在水平桌面上.水中有一个木块被细线系着,已知水重200N,水深为0.5m,木块的体积为4dm3,木块的密度为?0.6×103?kg/m3,试求:
(1)水对容器底面的压强是多少?
(2)绳子对木块的拉力?
(3)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为多大?
(4)若容器重为10N,容器与桌面的接触面积为100cm2,当绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,求容器对桌面的压强为多大?
答案:
解:
(1)水对容器底面的压强:
p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.5m=5000Pa;
(2)∵木块完全浸没,
∴V排=V=4dm3=4×10-3m3,
F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×4×10-3m3=40N.
G木=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×4×10-3m3×10N/kg=24N.
∵F浮=F拉+G,
∴绳子对木块的拉力:F拉=F浮-G=40N-24N=16N;
(3)木块漂浮在水面上:
F浮=G木=24N;
(4)绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变,
F=G容器+G水+G木=10N+200N+24N=234N,
S=100cm2=0.01m2,
桌面受到的压强:
p′===2.34×104Pa.
答:(1)容器对桌面的压强是5000Pa;
(2)绳子对木块的拉力为16N;
(3)若绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,所受的浮力为24N;
(4)当绳子断了,最终木块漂浮在水面上时,求容器对桌面的压强为2.34×104Pa.
解析分析:(1)已知水的深度,利用液体压强公式求水对容器底面的压强;(2)已知木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力,木块受浮力等于拉力加上重力,据此求绳子对木块的拉力;(3)木块漂浮,浮力等于木块重力;(4)绳子断和断之前,容器对桌面的压力不变等于容器重、水重和木块重之和,受力面积不变,所以桌面受到的压强不变,求出容器、水和木块总重,进而求出对桌面的压力,再利用压强公式求对桌面的压强.
点评:固体压强的计算要利用公式p=,木块在水中的浮力要利用浮力的公式来计算,木块漂浮时的浮力要利用漂浮的条件来求,因此,解题时选对方法才能起到事半功倍的效果.
如图所示 容器中装有水 放在水平桌面上.水中有一个木块被细线系着 已知水重200N 水深为0.5m 木块的体积为4dm3 木块的密度为?0.6×103?kg/m3 试