Question

5．曉霞同學(xué)放學(xué)回家后，看見(jiàn)客廳的水平茶幾中央放著一個(gè)盛有水的平地玻璃杯，如圖（甲）所示她利用家里的刻度尺測(cè)得水深為12cm，玻璃杯的底面積為2×10^-3m²，用家里的電子秤測(cè)出水和杯子總的質(zhì)量為0.4kg，曉霞同學(xué)又把一個(gè)質(zhì)量為0.18kg實(shí)心長(zhǎng)方體木塊，放入水中漂浮，如圖（乙）所示，然后，曉霞提出下列問(wèn)題，請(qǐng)回答：
（1）放入木塊前，水對(duì)杯底的壓力；
（2）放入木塊后，木塊受到的浮力的大�。�
（3）放入木塊后，杯子對(duì)水平茶幾的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）知道水杯中水的深度，利用液體壓強(qiáng)公式p=ρgh求水對(duì)杯底的壓強(qiáng)；再利用p=$\frac{F}{S}$可求得水對(duì)杯底的壓力；
（2）木塊漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大�。�
（3）放入木塊后，杯子對(duì)水平茶幾的壓力等于杯子和水以及木塊的重力之和，根據(jù)G=mg求出其大�。�再利用p=$\frac{F}{S}$可求得杯子對(duì)水平茶幾的壓強(qiáng)．

解答 解：（1）在放入木塊前，水對(duì)杯底的壓強(qiáng)：
p=ρgh=1×10³kg/m³×9.8N/kg×0.12m=1176Pa；
由p=$\frac{F}{S}$可得，水對(duì)杯底的壓力；
F=pS=1176Pa×2×10^-3m²=2.352N；
（2）因?yàn)槟緣K在水中漂浮，
所以F_浮=G_木=m_木g=0.18kg×9.8N/kg=1.764N；
（3）杯子對(duì)水平茶幾的壓力：
F′=（m_水杯+m_木）g=（0.4kg+0.18kg）×9.8N/kg=5.684N．
杯子對(duì)水平茶幾的壓強(qiáng)p′=$\frac{F′}{S}$=$\frac{5.684N}{2×1{0}^{-3}{m}^{2}}$=2.842×10³Pa．
答：（1）在放入木塊前，水對(duì)杯底的壓力為2.352N；
（2）木塊受到的浮力為1.764N；
（3）放入木塊后，杯子對(duì)水平茶幾的壓強(qiáng)為2.842×10³Pa．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了液體壓強(qiáng)、固體壓強(qiáng)、浮力、壓力的計(jì)算，關(guān)鍵是公式和漂浮條件的應(yīng)用，計(jì)算過(guò)程要注意單位的換算．