题目

如图所示，盛有水的圆柱形容器，侧壁上固定了一块水平挡板，挡板的体积忽略不计。挡板下方有一个体积为1×10-4m3、重力为 0.6N的实心小球。求： （1） 小球浸没在水中时受到的浮力； （2） 挡板对小球的压力； （3） 撤去挡板后，小球最终露出液面的体积。 答案： 解：因为此时小球全部浸没在水中，所以V排=V球=1×10-4m3 则小球受到的浮力F浮=ρ水gV球=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N 答：小球浸没在水中时受到的浮力为1N； 此时小球受到竖直向上的浮力、竖直向下的重力和压力的作用，且处于静止状态，由力的平衡条件可知，F浮=G+F压 挡板对小球的压力为F压=F浮-G=1N-06N=0.4N 答：挡板对小球的压力为0.4N； 当撤去挡板后，小球要上浮，最后漂浮在液面上，漂浮时浮力等于重力，所以 F′浮=ρ水gV′排=1.0×103kg/m3×10N/kg×V=0.6N 解得 V′排=6×10-5m3 故小球最终露出液体表面的体积 V″ = V球−V′排 =1×10-4m3-6×10-5m3=4×10-5m3 答：撤去挡板后，小球最终露出液体表面的体积为4×10-5m3。

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