Question

如图所示，放在水平桌面上的薄壁圆柱形容器重4N，底面积为100cm²，弹簧测力计的挂钩上挂着重为10N的物块。现将物块浸没在水中，容器内水面由16cm上升到20cm。（g取10N/kg） 求：

（1）物块为放入水中时，容器底部受到的水的压强；
（2）物块的密度；
（3）物块受到的浮力大小；
（4）物块浸没水中后，容器对桌面的压强。

Answer 1

解：（1）物块为放入水中时容器中水的深度为h₁=16cm=0.16m 
故容器底部受到水的压强为：P= 
（2）物块的质量：
物块的体积：V=V₂－V₁=Sh₂－Sh₁=(20－16)×10－2m×100×10^-4 m²=4×10^-4 m³
所以物块的密度为：
（3）物块所受的浮力为：F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_物=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-4 m³=4N
（4）物块浸没水中后，容器对桌面的压力为：F=G_杯+G_水+（G_物－F_拉力）= G_杯+G_水+F_浮=4N+ρ_水gSh₁+4N=4N+1.0×10³kg/m³×10N/kg×16×10^-2 m×100×10^-4 m²=24N
所以桌面受到的压强为：
答：水的压强1.6×10³Pa，物块密度2.5×10³kg/m³，浮力4N，容器的压强2.4×10³Pa。