Question

8．如圖所示，細線下面吊著一個體積為100cm³，質量為0.7kg的金屬塊，當金屬塊浸沒在底面積為100cm²的柱形容器的水中時，求：
（1）金屬塊受到的浮力；
（2）細線受到的拉力；
（3）由于金屬塊浸沒在水中，水對容器底部的壓強增加量．

Answer 1

分析 （1）已知金屬塊的體積，利用阿基米德原理計算求出金屬塊浸沒在水中時受到的浮力；
（2）已知金屬塊質量，利用重力公式計算金屬塊的重力，利用則利用稱重法可知細線受到的拉力；
（3）知道金屬塊排開水的體積；又知道容器底面積，可求出水面上升的高度；然后利用p=ρ_水gh水對容器底增加的壓強．

解答 解：（1）金屬塊受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-4m³=1N，
（2）金屬塊的重力：G=mg=0.7kg×10N/kg=7N，
金屬塊受到向下的重力，向上的浮力和細線的拉力，在三個力的作用下處于平衡狀態(tài)，
所以金屬塊受到的拉力
F=G-F_浮=7N-1N=6N；
（3）金屬塊浸沒前后，水面高度的變化
△h=$\frac{{V}_{排}}{S}$=$\frac{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}{1×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=0.01m，
水對容器底的壓強△p=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.01m=100Pa．
答：（1）金屬塊受到的浮力為1N；
（2）細線受到的拉力為6N；
（3）由于金屬塊浸沒在水中，水對容器底部的壓強增加量為100Pa．

點評 本題考查知識點比較多，重力的計算、壓強的計算、阿基米德原理及其公式變形，涉及到稱重法測量物體受到的浮力，有一定難度．