以下是高二物理浮力题的一些例子:
1. 一个边长为10cm的正方体物块,浸没在水中,其上表面离水面1m。求:物块受到的浮力大小。
2. 一只质量为3kg的金属块,在水中称时弹簧测力计的示数为5N。求:金属块的密度。
3. 有一个木块,漂浮在水面上,已知木块的体积为500cm³,求:木块受到的浮力大小。
4. 一个边长为10cm的正方体物块,浸没在水中,其下表面受到水的压强是7.6×10³Pa。求:物块受到的浮力大小。
5. 一个边长为10cm的正方体物块,浸没在水中,物块上表面离水面1m。求:物块下表面受到水的压力大小。
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题目:
一个边长为10cm的正方体木块,密度为0.6g/cm³,放在一个底面积为200cm²的圆柱形容器中,向容器中倒入一定量的水。当木块一半体积浸入水中时,求此时容器底部受到的压力。
解析:
首先,我们需要求出木块的质量和体积,再根据浮力原理求出木块受到的浮力,进而求出容器底部受到的压力。
已知木块的边长为:10cm
已知木块的密度为:0.6g/cm³
根据密度公式,可求得木块的质量:
$m = \rho V = 0.6 \times (10/100)^{3} = 0.06kg$
已知木块的底面积为:100cm²
当木块一半体积浸入水中时,排开水的体积为木块的总体积的一半,即:
V_{排} = \frac{1}{2}V = \frac{1}{2} × 1 × 1 × 10^{- 2}m^{3} = 5 × 10^{- 4}m^{3}
根据阿基米德原理,可求得此时木块受到的浮力:
F_{浮} = \rho_{水}gV_{排} = 1 × 10^{3}kg/m^{3} × 9.8N/kg × 5 × 10^{- 4}m^{3} = 4.9N
由于容器对木块的支撑力与浮力大小相等,方向相反,所以此时容器底部受到的压力为:
F_{压} = F_{浮} + G_{木} = 4.9N + 0.6kg × 9.8N/kg = 6.4N
答案:容器底部受到的压力为6.4N。