Question

今年初，我國西南大部分地區(qū)出現(xiàn)了嚴(yán)重的旱災(zāi)，人畜飲水困難，許多群眾需要到很遠(yuǎn)的地方挑水飲用．小宇同學(xué)在挑水時為防止水濺出桶外，在水面上放上一塊體積2×10^-4m³薄木板，如圖乙所示，木板有3/4的體積沒入水中．此時桶內(nèi)水深為35cm．求：
（1）薄木板受到的浮力．
（2）桶底受到水的壓強(qiáng)．
（3）若這擔(dān)水總重360N，扁擔(dān)與肩膀的接觸面積為2×10^-3m²，則小宇肩膀受到的壓強(qiáng)為多大？
（4）如圖丙，為什么扁擔(dān)的中間要做得比較寬，請你用物理知識解釋？

Answer 1

解：（1）由題知V_排=×200cm³=150cm³=1.5×10^-4m³，
那么木板受到的浮力為：
F_浮=ρ_水gV_排，
=1000kg/m³×9.8N/kg×1.5×10^-4m³，
=1.47N．
（2）桶底受到水的壓強(qiáng)：
p=ρ_水gh=1000kg/m³×9.8N/kg×0.35m
=3.43×10³Pa．
（3）小宇肩膀受到的壓強(qiáng)：
p′====1.8×10⁵Pa．
（4）扁擔(dān)的中間要做得比較寬，是在壓力一定時，增大接觸面粗糙程度來減小扁擔(dān)對肩膀的壓強(qiáng)．
答：（1）木板所受浮力為1.5N；（2）桶底受到水的壓強(qiáng)為3.5×10³Pa；（3）小宇肩膀受到的壓強(qiáng)為1.8×10⁵Pa；（4）減小扁擔(dān)對肩膀的壓強(qiáng)．
分析：（1）由已知條件可知木板排開水的體積，則由阿基米德原理可求得木板受到的浮力；
（2）已知桶深，則由壓強(qiáng)公式p=ρgh可求得桶底受到水的壓強(qiáng)；
（3）已知水對肩的總壓力和接觸面積，則由壓強(qiáng)公式p=可求得小宇肩膀所受到的壓強(qiáng)．
（4）減小壓強(qiáng)的方法：在壓力一定時，增大受力面積來減小壓強(qiáng)；在受力面積一定時，減小壓力來減小壓強(qiáng)．
點(diǎn)評：本題考查浮力大小的計(jì)算、阿基米德原理、壓強(qiáng)公式的應(yīng)用，屬綜合性應(yīng)用題目；通過本題注意總結(jié)兩個壓強(qiáng)公式的應(yīng)用范圍．