Question

【题目】【2016·襄阳卷】如图所示，一个底面积为2m2的圆柱状容器，装有适量的水。现将一个底面积为0．5m2、体积为5m3的物体A放入其中，物体A漂浮于水面上。当再给A物体施加一个竖直向下的大小不变的力F以后，A物体最终恰好浸没于水中静止，此时容器底部受到的压强增大了 1×104Pa。 则：

（1）A物体浸没水中静止时容器底部所受到的压力增 大了多少？

（2）A浸没于水中时受到的浮力为多少？

（3）A物体受到的重力为多少？（g=10N/kg）

（4）从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做了多少功？

Answer 1

【答案】（1）2×104N；（2）5×104N；（3）3×104N；（4）2×104J

【解析】（1）A物体浸没水中静止时容器底部增大的压力是：△F=△PS=1×104Pa×2m2=2×104N=F=△F浮；

（2）A浸没于水中时受到的浮力为：F浮=ρ水 gV排=1．0×103 kg/m3 ×10N/kg×5m3=5×104N；

（3）A物体受到的重力GA=F浮-F=5×104N-2×104N=3×104N；

（4）从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中水面高度的变化：△h=△P/ρ水 g=1×104Pa/1．0×103 kg/m3 ×10N/kg=1m，物体没入的高度h1=（△F浮/ρ水 g）/SA=（2×104N/1．0×103 kg/m3 ×10N/kg）/0．5m=4m

从A物体漂浮水面到浸没水中静止过程中力F做的功：W=Fh=2×104N×（4m-1m）=2×104J