如图所示是底面积为400cm2的圆柱形容器,一个底面积为100cm2,高为15cm的长方体木块,竖直放在容器中央,木块密度为0.6g/cm3.小华向容器中注入1800mL水,此过程中木块始终竖立,水未溢出容器外(g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)。求:
(1)木块的重力是多大?
(2)木块受到的浮力为多大?
(3)木块对容器底部的压强为多大?
解析:
(1)木块的体积
V=S木h=100×10﹣4m2×0.15m=1.5×10﹣3m3,
木块的重力
G=mg=ρ木gV=0.6×103kg/m3×10N/kg×1.5×10﹣3m3=9N;
(2)注入水的体积V水=1800mL=1800cm3,
注入水的深度
h′6cm=0.06m,
木块排开水的体积
V排=S木h′=100cm2×6cm=600cm3
=6×10﹣4m3,
木块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3
=6N;
(3)根据二力平衡知识可知,木块对容器底的压力:
F=G﹣F浮=9N﹣6N=3N,
木块对容器底部的压强:
p300Pa。
故
(1)木块的重力是9N;
(2)木块受到的浮力为6N;
(3)木块对容器底部的压强为300Pa。
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