如图所示，水平地面上有一底面积为1.5×10-2m2的圆柱形容器，容器中水深40cm，一个边长为10cm的正方体物块通过一裉细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N．（g取10N/kg）求：（1）此时容

Question

如图所示，水平地面上有一底面积为1.5×10^-2m²的圆柱形容器，容器中水深40cm，一个边长为10cm的正方体物块通过一裉细线与容器底部相连，细线受到的拉力为4N．（g取10N/kg）求：

（1）此时容器底受到水的压强和压力．
（2）此时物块受到的浮力和物块的质量．
（3）细线的断后，物块静止时浸入水中的体积．

Answer 1

（1）水对容器底的压强为：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.4=4000Pa；
根据p=(F)/(S)可知水对容器底的压力为：
F=pS=4000Pa×1.5×10^-2m²=60N；
（2）木块的体积V=10cm×10cm×10cm=1.0×10^-3m³，
木块浸没在水中时受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-3m³=10N；
物体受到三个力的作用：竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力，则物体的重力为：
G=F_浮-F=10N-4N=6N；
物体的质量为：m=(G)/(g)=(6N)/(10N/kg)=0.6kg；
（3）因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上，
由于漂浮，所以F_浮=G=6N，
由F_浮=ρ_水gV_排得：
V'_排=(F′浮)/(ρ水g)=(6N)/(1×103kg/m3×10N/kg)=6×10^-4m³．
答：（1）此时容器底受到水的压强为4000Pa；压力为60N；
（2）此时物块受到的浮力为10N；物块的质量为0.6kg．
（3）细线的断后，物块静止时浸入水中的体积为6×10^-4m³．