Question

【題目】如圖甲所示為中國(guó)首艘國(guó)產(chǎn)航母001A下水時(shí)的情景．某中學(xué)物理興趣小組的同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室模擬航母下水前的一個(gè)過程，他們將一個(gè)質(zhì)量為2kg的航母模型置于水平地面上的一個(gè)薄壁柱形容器底部，該柱形容器質(zhì)量為6kg，底面積為0.03m2 ， 高為0.4m，如圖乙所示．現(xiàn)在向容器中加水，當(dāng)加水深度為0.1m時(shí)，模型剛好離開容器底部，如圖丙所示．繼續(xù)加水直到深度為0.38m，然后將一質(zhì)量為0.9kg的艦載機(jī)模型輕放在航母模型上，靜止后它們一起漂浮在水面．求：
（1）圖丙中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為多少帕？
（2）圖丙中航母模型浸入水中的體積為多少立方米？
（3）放上艦載機(jī)后整個(gè)裝置靜止時(shí)，相對(duì)于水深為0.38m時(shí)，容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)增加了多少帕？

Answer 1

【答案】
（1）解：由題意可知，圖丙中水的深度h=0.1m，

則圖丙中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1×103Pa；

答：圖丙中水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)為1×103Pa；

（2）航母模型的重力：G航=m航g=2kg×10N/kg=20N；

由題知，模型剛好離開容器底部，即航母模型漂浮，

所以此時(shí)航母模型受到的浮力：F浮=G航=20N；

由阿基米德原理可知，航母排開水的體積：

V排= = =2.0×10﹣3m3；

答：圖丙中航母模型浸入水中的體積為2.0×10﹣3m3；

（3）艦載機(jī)模型的重力：G艦載機(jī)=m艦載機(jī)g=0.9kg×10N/kg=9N；

放上艦載機(jī)后整個(gè)裝置靜止時(shí)，相對(duì)于水深為0.38m時(shí)，水平地面增加的壓力：

△F=G艦載機(jī)=9N；

則容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)增加量：

△p= = =300Pa．

答：放上艦載機(jī)后整個(gè)裝置靜止時(shí)，相對(duì)于水深為0.38m時(shí)，容器對(duì)水平地面的壓強(qiáng)增加了300Pa．

【解析】（1）利用p=ρgh求出對(duì)容器底部的壓強(qiáng)；（2）根據(jù)阿基米德原理求出排開的水的體積；（3）根據(jù)放入艦載機(jī)后整個(gè)裝置增加的重力和底面積，求出增加的壓強(qiáng)．
【考點(diǎn)精析】認(rèn)真審題，首先需要了解壓強(qiáng)的大小及其計(jì)算(壓強(qiáng)的計(jì)算公式及單位：公式：p =F/s ,p表示壓強(qiáng)，F(xiàn)表示壓力，S表示受力面積壓力的單位是 N，面積的單位是 m2, 壓強(qiáng)的單位是 N/m2,叫做帕斯卡，記作Pa ．1Pa=1N/m2．(帕斯卡單位很小，一粒平放的西瓜子對(duì)水平面的壓強(qiáng)大約為20Pa）)，還要掌握液體的壓強(qiáng)的計(jì)算(液體內(nèi)部壓強(qiáng)的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強(qiáng)單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點(diǎn)到液面的距離)的相關(guān)知識(shí)才是答題的關(guān)鍵．