Question

【題目】如圖所示，水平地面上有一底面積為 1.50×l0-2m2 的圓柱形容器，容器中水深 40cm，一個邊長為 10cm 的正方體物塊通過一根細線與容器底部相連，細線受到的拉力為 4N。求：

（1）此時容器底受到水的壓力；

（2）物塊的質量；

（3）細線剪斷后，物塊靜止時浸入水中的體積。

Answer 1

【答案】（1）60N（2） 0.6kg （3）6×10-4m3

【解析】

（1）水對容器底的壓強為：p＝ρgh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m＝4000Pa；水對容器底的壓力為：F＝pS＝4000Pa×1.5×10-2m2＝60N；
（2）木塊的體積V＝10cm×10cm×10cm＝1.0×10-3m3，木塊浸沒在水中時受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3＝10N；物體受到三個力的作用：豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力，則物體的重力為：G＝F浮－F＝10N－4N＝6N；物體的質量為：m＝＝0.6kg；
（3）因為木塊浸沒在水中時的浮力大于木塊的重力，所以剪斷細線后，木塊會上浮直至漂浮在水面上，由于漂浮，所以 ＝G＝6N，V排′＝＝6×104m3。
答：（1）此時容器底受到水的壓力為60N；
（2）物塊的質量為0.6kg；
（3）細線的斷后，物塊靜止時浸入水中的體積為6×10-4m3。