Question

【题目】如图甲所示，水平面上有一个质量为50 g，底面积为5×10－2 m2的圆柱形薄壁容器，容器中装有质量为500 g的水，现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10－5 m3的物块(不吸水)放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0×10－5 m3.(g取10 N/kg，水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3)

(1)求物块受到的浮力大小；

(2)求物块的密度；

(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)，如图乙，求此时水对容器底的压强．

Answer 1

【答案】(1) 0.4N (2) 0.8×103kg/m3 (3) 110pa

【解析】（1）已知V排 =4.0×10-5 m3 ，

则F浮 =ρ水 gV排 =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×4×10-5 m3 =0.4N

（2）由于物块漂浮在水面上，则物块的重力G=F浮 =0.4N，

则质量m=G/g=0.4N/10N/kg=0.04kg；

物块的密度ρ=m/V=0.04kg/5.0×105m3=0.8×103 kg/m3 ；

（3）由ρ=m/V得水的体积为V水 =m水/ρ水=0.5kg/1.0×103kg/m3=5×10-4 m3 ，

物块使其恰好完全浸没在水中，水和物块的总体积V=V水 +V物 =5×10-4 m3+5×10-5 m3 =5.5×10-4 m3

则水的深度为h=V/S=5.5×104m3/5.0×102m2=0.011m，

所以水对容器底的压强： p=ρgh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.011m=110Pa。