问题
计算题
用手将一个质量为500g边长为10cm的正方体物块浸没于水中,使物块上表面离水面20cm.
求:(1)正方体物块下表面受到的压强
(2)正方体物块上下表面受到的压力差
(3)放手后,正方体物块最终静止时受到的浮力(g取10N/kg)
答案
(1)3×103Pa (2)10N (3)5N
(1)物块下表面距离水面的深度h=10cm+20cm=30cm=0.3m
物块下表面受到的压强P=ρgh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×0.3m=3×103Pa
(2)根据浮力产生的原因可知,物块上下表面受到的压力差 F向上-F向下=F浮
物块的体积V物=103cm3=10-3m
F浮=ρ水gV排=ρ水gV物=1.0×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N
(3)物块的质量m物=500g=0.5kg
物块的重力G物=m物g=0.5kg×10N/kg =5N.
因为F浮> G物,所以放手后物块会上浮,最终漂浮在水面
根据二力平衡的条件,F浮= G物=5N
题目分析:物块下表面受到的压强用p=ρgh计算。正方体物块上下表面受到的压力差即浮力,可用F浮=ρ水V排g计算,放手后,正方体物块最终静止时受到的浮力用浮沉条件计算。