Question

【題目】如圖所示，水平桌面上放著一個裝有適量水的圓柱形容器，有一重6N，邊長為10cm的正方體木塊（不吸水），用質量、體積忽略的3cm長細線將其與容器底部中央相連，木塊排開水的體積為700cm3，則細線對木塊的拉力為______N，容器底受到水的壓強為______Pa。剪斷細線，待木塊靜止后，容器對桌面的壓強與細線剪斷前相比將_______（填“變大”、“變小”或“不變”）。（g=10N/kg）

Answer 1

【答案】1 103 不變

【解析】

第一空．木塊受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×700×10-6m3=7N，

木塊受到豎直向下的重力、繩子的拉力，以及豎直向上的浮力，三個力平衡，所以得：G木+F拉=F浮，

故細線對木塊的拉力：F拉=F浮-G木=7N-6N=1N；

第二空．木塊浸入水中的深度：，

細線長3cm，所以此時容器內水的深度：h=h浸+L=7cm+3cm=10cm=0.1m，

容器底受到水的壓強：p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa；

第三空．將木塊、容器、水作為一個整體考慮，剪斷細線前后，總重不變，容器與桌面的接觸面積不變，根據知壓強不變，即容器對桌面的壓強與細線剪斷前相比將不變。