如圖所示,一底面積爲S1、高爲h1的長方體木塊,直立在一盛水容器底部,容器底面積爲S2,往容器中注入h2深的水...
問題詳情:
如圖所示,一底面積爲S1、高爲h1的長方體木塊,直立在一盛水容器底部,容器底面積爲S2,往容器中注入h2深的水,這時木塊對容器底部的壓強爲p0.已知水的密度ρ0求:
(1)此時木塊所受浮力;
(2)木塊自身重力;
(3)繼續往容器中注多少質量的水,木塊對容器底部的壓力剛好爲零?
【回答】
(1)ρ0gS1h2(2)ρ0gS1h2+p0S1(3)
【解析】
(1)根據題意可知,木塊排開水的體積V排=S1h2,則木塊所受浮力:F浮=ρ0gV排=ρ0gS1h2;
(2)由p=可得木塊對容器底的壓力:F壓=p0S1,
而木塊對容器底的壓力等於木塊重力減去浮力,即:F壓=G-F浮,
可得木塊的重力:G=F浮+F壓=ρ0gS1h2+p0S1;
(3)當木塊剛好豎直漂浮時,木塊對容器底的壓力剛好爲零,所以F浮′=G木,
即:ρ0gV排′=ρ0gS1h2+p0S1,
此時木塊排開水的體積:V排′=,
則此時容器內水的深度:h2′===,
原來水深爲h2,繼續注入水的深度:
△h=h2′-h2=-h2==,
繼續注入水的質量:△m=ρ0(S2-S1)△h=ρ0(S2-S1)=,
答:(1)此時木塊所受浮力爲ρ0gS1h2;
(2)木塊自身重力爲ρ0gS1h2+p0S1;
(3)繼續往容器中注入質量的水,木塊對容器底部的壓力剛好爲零。
知識點:浮力
題型:計算題