Question

如圖所示是中國女子冰壺隊參加2010年冬奧會時的一個情景．冰壺由花崗巖鑿磨而成，質(zhì)量約為19Kg，與冰道接觸的底面積約為0.02m²，冰壺的體積為8×10^-3m³．（g取10N/Kg）求：
（1）冰壺對水平冰道的壓力和壓強．
（2）若將冰壺浸沒在水中，則冰壺所受水的浮力是多大？靜止時，冰壺是漂浮、懸浮還是沉底？

Answer 1

已知：m=19kg，S=0.02m²，V=8×10^-3m³，g=10N/kg，ρ=1.0×10³kg/m³
求：（1）冰壺對水平冰道的壓力F和壓強p；
（2）將冰壺浸沒在水中時所受水的浮力F_浮，靜止時的狀態(tài)．
解：（1）冰壺對水平冰道的壓力：
F=G=mg=19kg×10N/kg=190N，
冰壺對水平冰道的壓強：
p===9500Pa；
（2）∵冰壺完全浸沒在水中，
∴V_排=V=8×10^-3m³，
冰壺所受水的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-3m³=80N，
∵F_浮＜G
∴在水中靜止時，冰壺沉底．
答：（1）冰壺對水平冰道的壓力為190N，壓強為9500Pa；
（2）將冰壺浸沒在水中時受水的浮力是80N，靜止時冰壺沉底．
分析：（1）冰壺對水平冰道的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再根據(jù)壓強公式求出冰壺對水平冰道的壓強；
（2）冰壺浸沒在水中時，排開水的體積和本身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力，然后與冰壺的重力相比較即可判斷靜止時冰壺的狀態(tài)．
點評：本題考查了學(xué)生對密度公式、壓強公式、阿基米德原理的掌握和運用，記住隱含條件“在水平面上，物體對地面的壓力等于物體的重力”和“物體浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等”．