张老师在研究浮力产生原因时,做了如下实验,如图是由容器A和B构成的连通器,B容器底的中间部分有一个面积为80cm2方形孔,将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中,且把容器底的正方形孔密合覆盖,然后向B容器缓慢注入15cm深的水,发现木块没有上浮,静止在B容器底部。
(1)B容器中水对木块压力的大小为 N(g=10N/kg);
(2)为使B容器中的木块上浮,至少需要在A容器中注入距离B容器底 cm深的水。
答案:
(1)5
(2)13.75
解析:
(1)木块上表面受到水的压强为
p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×(0.15m﹣0.1m)=500Pa,
上表面所受水的压力为:
F=pS=500Pa×0.01m2=5N,方向:垂直上表面向下;
(2)木块的重力为
G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N,
则为使B容器中的木块上浮,至少A中所注入的水所产生的向上的压力
F1=5N+6N=11N,
A中水所要产生的压强应为
=1375Pa
因此A中水的深度为
=0.1375m
=13.75cm。
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