Question

9．如圖甲所示，圓柱體容器底面積為100cm²，長方體的底面積為20cm²．向容器中緩慢加水，圖乙中F表示長方體A對水平放置的容器底的壓力，h表示水的深度（g=10N/kg）．此過程中容器底所受水的壓強變大（選填“變大”、“變小”或“不變”）；根據(jù)兩圖可知加完水后物體A受到的浮力為2N，物體 A對容器底的壓強為1.5×10³Pa．

Answer 1

分析 （1）向容器中緩慢加水的過程中，水的深度不斷增加，利用p=ρgh分析容器底所受水的壓強的變化；
（2）通過圖乙得出長方體全部浸沒，并得出其高度，求出其體積，即排開水的體積，利用浮力公式求解浮力；
（3）通過圖乙得出長方體的重力，利用力的平衡和力的作用的相互性求出壓力，然后利用p=$\frac{F}{S}$求解壓強．

解答 解：（1）向容器中緩慢加水的過程中，水的密度一定，h不斷增大，根據(jù)p=ρgh可知，此過程中容器底所受水的壓強變大；
（2）由圖乙可知，當加水10cm到加完水的過程中，長方體A對水平放置的容器底的壓力不變，所以，所受浮力不變，說明此時長方體A全部浸沒，其高度h=10cm，
長方體A排開水的體積為：
V_排=V=Sh=20cm²×10cm=200cm³=2×10^-4m³，
加完水后物體A受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-4m³=2N；
（3）由圖乙可知，加水的深度為0時，A對水平放置的容器底的壓力為5N，此時壓力等于長方體A的重力，所以物體的重力G=5N，
根據(jù)力的平衡可知，G=F_浮+F_支，而F_支與F_壓是一對相互作用力，則F_壓=F_支=G-F_浮=5N-2N=3N，
A對容器底的壓強：
p=$\frac{{F}_{壓}}{S}$=$\frac{3N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=1.5×10³Pa．
故答案為：變大；2；1.5×10³Pa．

點評 此題考查液體壓強的特點、浮力的大小計算，壓強的大小計算，關(guān)鍵是公式的靈活運用，難點是通過圖象得出相關(guān)信息．