Question

如图甲所示，质量为2kg，边长为10cm的正方体挂在弹簧测力计上，则物体的密度为    kg/m³；弹簧测力计的示数为     N；当物体浸没在水中（如图乙），物体上表面距水面2cm，物体上表面受到水的压强为     Pa，压力为     N；物体的下表面受到水的压强为     Pa，压力为     N；物体上下表面受到的压力差为     N，物体受到水对它的浮力为     N，此时弹簧测力计的示数为     N．（g取10N/kg）

Answer

（1）已知边长可求物体的体积，根据公式ρ=可求物体的密度；根据G=mg求出其重力即为此时弹簧测力计的示数；
（2）已知上表面距水面的深度，根据公式P=ρgh可求物体的下表面受到水的压强，根据p=公式变形可求得压力．
（3）已知上表面距水面的深度，可求下表面距离水面的深度，根据公式p=ρgh可求物体的下表面受到水的压强．
根据求得的物体的下表面受到水的压强．利用F=PS即可求得物体的下表面受到水的压力．
（4）物体上下表面受到的压力差为F下-F上；
（5）根据公式F浮=ρ水gV排可求物体受到的浮力；
（6）已知物体完全浸没，此时弹簧秤的示数等于物体的重力减去物体所受的浮力；
【解析】
（1）物体的体积V=（0.1m）3=10-3m3；
物体的密度ρ===2×103kg/m3；
弹簧测力计的示数G=mg=2kg×10N/kg=20N；
（2）物体的上表面距离水面的深度h=2cm=0.02m；
物体的上表面受到水的压强为P=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa；
∵p=，
∴F上=PS=200Pa×（0.1m×0.1m）2=2N；
（3）物体的下表面距离水面的深度h=2cm+10cm=12cm=0.12m；
物体的下表面受到水的压强为p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×0.12m=1.2×103Pa；
物体的面积S=10cm×10cm=100cm2=10-2m2．
物体的下表面受到水的压力F下=PS=1.2×103Pa×10-2m2=12N．
（4）物体上下表面受到的压力差为F下-F上=12N-10N=2N
（5）物体受到的浮力F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×10N/kg×10-3m3=10N；
（6）物体的重力G=20N；此时弹簧秤的示数G′=G-F浮=20N-10N=10N；
故答案为：2×103；20；200；2；1200；12；10；10；10．