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100 cm3、重力为0.6 N的实心小球,此时水对容器底产生的压强为3.0×103 Pa。(ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)求:
(1)容器中水的深度。
(2)挡板对小球的压力。
(3)撤去挡板,小球静止后,水对容器底压力的变化量。
解析:
(1)根据液体压强公式p=ρgh可得,
h==0.3 m;
(2)对小球受力分析,如图所示,所以
F浮=F压+G球
V排=V球=100 cm3=1×10-4 m3
F浮=ρ水gV排
=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10-4 m3
=1 N
F压=F浮-G球
=1 N-0.6 N
=0.4 N;
(3)撤去挡板,小球静止后F′浮=G球,水对容器底压力的变化量
ΔF=ΔpS=ρ水gΔhS=ρ水gΔV排=ΔF浮
=F浮-F′浮
=0.4 N。
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