Question

把体积为500cm³，重为4N的小球A放入盛水的容器中，小球A静止时水的深度为40cm。求:

（1）容器底受到的水的压强是多大？

（2）小球A受到的浮力是多大？

（3）若取出小球A，把另一个体积为600cm³重为4.8N的木球B，用细线系与容器底部，如图所示，则细线受到的拉力F是多大？（水的密度为1.0×10³kg/m³,g取10N/kg）

Answer

（1） 4×103Pa；（2）4N；（3） 1.2N.

【解析】

（1）容器底受到水的压强p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×40×10−2m=4×103Pa；

（2）小球A的质量：

mA= = =0.4kg，

小球A的体积VA=500cm3=500×10−6m3=5×10−4m3，

小球A的密度：

ρA===0.8×103kg/m3；

因为ρA<ρ水，所以小球A将上浮最终漂浮在水面上，

球A静止时,其受到的浮力：F浮=GA=4N；

（3）木球B浸没在水中,则V排=VB=600cm3=600×10−6m3，

木球B所受浮力：F浮B=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×600×10−6m3=6N，

木球B受向下的重力、向下的拉力和向上的浮力，

根据力的平衡条件可得：GB+F拉=F浮B，

则拉力：F拉=F浮B−GB=6N−4.8N=1.2N.