Question

創意是永無止境的．如圖是一款名叫“茶葉棒”的創意產品，可以直接在其內部放茶葉．它內部還有一個浮力結構，可使茶葉棒豎直漂浮在水中．這樣設計，既美觀可愛，又極大方便了廢茶葉的清理工作．已知一個“茶葉棒”質量為40g，把它裝上茶葉（茶葉質量不計）后放入橫截面積為100cm2的裝足量水的圓柱形玻璃杯中（如圖）．問：
（1）此“茶葉棒”漂浮在水面上時所受浮力多大（g=10N/kg）？在圖中畫出“茶葉棒”所受浮力的示意圖．
（2）放入“茶葉棒”后杯底所受水的壓強和壓力如何變化？

Answer 1

解：（1）因為“茶葉棒”漂浮在水面上，所以F_浮=G=mg=0.04kg×10N/kg=0.4N；方向豎直向上；如圖：
答：“茶葉棒”漂浮在水面上時所受浮力為0.4N；
（2）放入“茶葉棒”后，水的深度增加，根據公式P=ρgh可知杯底所受水的壓強變大，根據公式F=PS可知，杯底所受水的壓力變大．
分析：（1）“茶葉棒”漂浮在水面上所受的浮力等于自身的重力；
（2）放入“茶葉棒”后，水的深度增加，根據公式P=ρgh可知液體壓強的變化，根據公式F=PS可知壓力的變化．
點評：本題考查浮力、液體壓強和壓強公式的應用，要知道物體漂浮時浮力等于自身的重力，還要知道影響液體壓強的因素是液體的密度和深度．