如图所示,一个质量为500g、底面积100cm2、高15cm的圆柱体容器(容器壁的厚度忽略不计)放在水平桌面的中央,容器中装有(1000cm3的水,将一个重3N的实心长方体A挂在弹簧测力计上,然后竖直漫入水中,当物体A刚好浸没在水中时,弹簧测力计的读数为2N,(g取10N/kg)
(1)
物体A未浸入水中之前,求水对容器底部的压强。
(2)
求物体A刚好浸没在水中时下表面受到的压力。
(3)
当物体A刚好浸没在水中时,求容器对水平桌面的压强。
答案: 当物体A未浸入水中之前, 水的深度: h 水 = V 水 S = 1000 c m 3 100 c m 2 = 10 c m = 0 . 1 m , 水对容器底部的压强:p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa。
物体A刚好浸没在水中时受到的浮力:F浮=G-F示=3N-2N=1N, 根据F浮力=F向上-F向下得到:1N=F向上-0N; 解得:F向上=1N; 即物体A刚好浸没时下表面受到的压力为1N。
水的重力:G水=m水g=1kg×10N/kg=10N, 容器的重力:G容=m容g=500×10-3kg×10N/kg=5N, 容器对水平桌面的压力:F桌=G水+G容+GA排=G水+G容+F浮=10N+5N+1N=16N。 容器对水平桌面的压强: p 桌 = F 桌 S = 16 N 100 × 10 - 4 m 2 = 1600 P a 。