Question

水平桌面上放有一杯子，底面積為100cm²，裝水后的總質量為1kg．現將物塊先掛在測力計下端，如圖，后浸入水中如圖，水沒有溢出．（g取10N/kg，木塊的密度為0.5g/cm³）
（1）物塊A靜止時，浸入水下體積多大？
（2）此時燒杯對水平面的壓強是多大？

Answer 1

解：（1）由圖可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，物體的重力G=3.2N，浸入木塊后彈簧測力計的示數F′=2N，
物體受到的浮力：
F_浮=G-F′=3.2N-2N=1.2N，
物塊A靜止時，浸入水下體積：
V_排===1.2×10^-4m³；
（2）以容器、水以及物體作為整體研究，受力平衡，桌面受到的壓力大小為F_總=F_浮+G_容器+G_水
容器和水的重力：
G=mg=1kg×10N/kg=10N，
物塊浸沒水中后，容器對桌面的壓強：
p====1120Pa．
答：（1）物塊A靜止時，浸入水下體積為1.2×10^-4m³；
（2）此時燒杯對水平面的壓強是1120Pa．
分析：（1）根據彈簧測力計的分度值讀出彈簧測力計的示數，根據稱重法求出木塊受到的浮力，根據阿基米德原理求出物體A靜止時排開水的體積即為浸入水下的體積；
（2）根據力的平衡可知桌面受到的壓力等于容器和水的重力再加上物體對水向下的壓力，這個壓力等于物體所受的浮力，最后根據公式p=求出容器對桌面的壓強．
點評：本題考查了彈簧測力計的讀數、稱重法求浮力、阿基米德原理、重力公式和壓強公式的靈活運用，關鍵是會對物體A完全浸沒時對水和容器及物體整體進行受力分析得出容器對水平桌面的壓力，計算過程還要注意單位的換算．