Question

【题目】如图所示，水平地面上有一个底面积为1.5×102m2的圆柱形容器，容器中水深40cm，一个边长为10cm的正方体物块，通过一根细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N．（g取10N/kg）求：

（1）此时容器底受到水的压强和压力。

（2）物块的质量。

（3）细线的断后，物块静止时浸入水中的体积。

Answer 1

【答案】（1）4000Pa； 60N（2） 0.6kg（3）6×10-4m3。

【解析】

（1）．水对容器底的压强为：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.4m=4000Pa；

根据可知水对容器底的压力为：

F=pS=4000Pa×1.5×10-2m2=60N；

（2）．木块的体积V=10cm×10cm×10cm=1.0×10-3m3，

木块浸没在水中时受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N；

物体受到三个力的作用：竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力，则物体的重力为：

G=F浮-F=10N-4N=6N；

物体的质量为：；

（3）．因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上；

由于木块漂浮，所以F浮=G=6N，

由得：细线的断后，物块静止时浸入水中的体积为：