Question

如圖所示，棱長(zhǎng)為10厘米的正方體鐵塊浸沒(méi)在水中，上表面與水面平行，距水面50厘米，計(jì)算下列各題（均要寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程）
（1）鐵塊上表面受到水的壓強(qiáng)

p

1

=

4900Pa

，壓力

F

1

=

49

．
（2）鐵塊下表面受到水的壓強(qiáng)

p

2

=

5880Pa

，壓力

F

2

=

58.8N

．
（3）鐵塊上、下表面受到水的壓力差大小F=

9.8N

，方向

豎直向上

．
（4）根據(jù)阿基米德原理，鐵塊受到水的浮力F_浮=

9.8N

．
（5）比較上面（3）和（4）結(jié)論可得：鐵塊受到水的壓力差F

=

F_浮．

Answer 1

分析：上表面深度為50cm，下表面深度為50cm+10cm=60cm=0.6m．
液體壓強(qiáng)朝液體內(nèi)部各個(gè)方向都有，而且隨液體深度增加而增大．
液體要先計(jì)算壓強(qiáng)，后計(jì)算壓力．
浮力產(chǎn)生的原因就是因?yàn)橐后w對(duì)物體上下兩個(gè)表面的壓力差而產(chǎn)生的，浮力的方向豎直向上．

解答：解：（1）鐵塊的上、下表面的面積為：
S=L×L=0.1m×0.1m=0.01m²
鐵塊上表面受到的液體向下的壓強(qiáng)為：
p₁=ρgh₁=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.5m=4900Pa
F₁=p₁S=4900Pa×0.01m²=49N，方向豎直向下．
（2）鐵塊下表面受到的液體向上的壓強(qiáng)為：
p₂=ρgh₂=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.6m=5880Pa
F₂=p₂S=5880Pa×0.01m²=58.8N，方向豎直向上．
（3）鐵塊上、下表面受到水的壓力差大小F
F_浮=F₂-F₁=58.8N-49N=9.8N，方向豎直向上．
（4）因?yàn)殍F塊全部浸沒(méi)，所以V_排=V_物，
則V_排=L×L×L=0.1m×0.1m×0.1m=0.001m³，
浮力的大小為：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.001m³=9.8N．
（5）經(jīng)計(jì)算可得鐵塊受到水的壓力差F=F_浮．
故答案為：（1）4900Pa；49；（2）5880Pa；58.8；（3）9.8N；豎直向上；（4）9.8N；（5）=．

點(diǎn)評(píng)：本題考查學(xué)生對(duì)液體壓強(qiáng)、壓力和浮力計(jì)算方法的掌握情況，主要液體壓強(qiáng)和壓力的計(jì)算順序．