Question

一只水桶盛水的多少，并不取決于桶壁上最長(zhǎng)的那塊木板，而恰恰取決于桶壁上最短的那塊．這就是美國(guó)管理學(xué)家彼得提出的著名的“水桶理論”，又被稱為“短板效應(yīng)”．水桶理論的物理原理是顯而易見(jiàn)的，如下邊漫畫(huà)所示的水桶，桶壁上最短的木板長(zhǎng)25cm，最長(zhǎng)的木板長(zhǎng)70cm，其內(nèi)部底面積是600cm²．若將其裝滿水，取g=10N/kg．請(qǐng)計(jì)算：
（1）此時(shí)桶底受到水的壓強(qiáng)是多大？
（2）桶底受到水的壓力是多大？
（3）若將一質(zhì)量為0.8kg，密度為4.0×10³ kg/m³的石塊輕輕放進(jìn)桶中，桶中向外溢出了150cm³的水，則石塊受到的浮力會(huì)是多少？

Answer 1

解：（1）此桶裝滿水，水深等于短木板的長(zhǎng)，h=25cm=0.25m，
桶底受到水的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.25m=2.5×10³Pa；
（2）桶底受到水的壓力：
F=PS=2.5×10³Pa×600×10^-4m²=150N；
（3）石塊受到的浮力：
F_浮=G_排=ρ_水V_排g=1.0×10³kg/m³×150×10^-6 m³×10N/kg=1.5N．
答：（1）此時(shí)桶底受到水的壓強(qiáng)是2.5×10³Pa；
（2）桶底受到水的壓力是150N；
（3）石塊受到的浮力是1.5N．
分析：（1）先確定桶內(nèi)水深（短木板長(zhǎng)度），利用液體壓強(qiáng)公式求桶底受到水的壓強(qiáng)；
（2）又知道桶的底面積，利用壓強(qiáng)公式求桶底受到水的壓力；
（3）由題知，溢出水的體積等于石塊的體積，利用阿基米德原理求石塊受到的浮力．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)公式、壓強(qiáng)公式、阿基米德原理的掌握和運(yùn)用，計(jì)算時(shí)要靈活選用公式．