Question

【題目】如圖甲所示，物體A是邊長為10cm的正方體，桿B一端固定在容器底，一端連著A。現緩慢向容器中加水至A浸沒為止，桿B受到物體A的作用力F隨水深變化的圖像如圖乙所示。已知容器底面積為400cm2，且不計桿的質量和體積。當h水=9cm時，物體A受到的浮力為_______N；當A剛好浸沒時，僅將桿從容器里撤去，物體在水中靜止后，水對容器底的壓強為_______Pa。

Answer 1

【答案】6 1200

【解析】

（1）由圖乙可知，當水深在0-3cm時，桿B受到物體A的作用力不變，該作用力等于A的重力；

水深在3cm-9cm，桿B受到物體A的作用力逐漸變小，原因是物體A受到水的浮力變大；由此可知，桿B的長度L=3cm；

當水深為9cm時，桿B受到物體A的作用力為0，此時物體A受到的重力和浮力相等，

此時物體A浸入水中深度h浸=9cm-3cm=6cm，

物體A排開水的體積：

V排=SAh浸=10cm×10cm×6cm=600cm3，

物體A受到水的浮力：

F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×600×10-6m3×10N/kg=6N；

（2）物體A剛好浸沒時水深h=10cm+3cm=13cm，

物體A的體積VA=10cm×10cm×10cm=1000cm3，

水和物體A的總體積V總=S容h=400cm2×13cm=5200cm3，

此時水的體積：

V水=V總-VA=5200cm3-1000cm3=4200cm3，

僅將桿從容器里撤去，物體在水中靜止后漂浮，排開水的體積V排=600cm3，

設此時水深為H，則：

S容H=V水+V排=4200cm3+600cm3=4800cm3，

所以，，

此時水對容器底的壓強：。