Question

【題目】如圖所示，底面積為200cm2的容器底部有一固定輕質(zhì)彈簧，彈簧上方連有一邊長為10cm的正方體木塊A，容器側(cè)面的底部有一個(gè)由閥門B控制的出水口，當(dāng)容器中水深為20cm時(shí)，木塊A有 的體積浸在水中，此時(shí)彈簧恰好處于自然狀態(tài)，沒有發(fā)生形變．（不計(jì)彈簧受到的浮力，g取10N/kg）

求：
（1）此時(shí)容器底部受到的水的壓強(qiáng)；
（2）木塊A的密度；
（3）向容器內(nèi)緩慢加水，直至木塊A剛好完全浸沒水中，立即停止加水，彈簧伸長了3cm，求此時(shí)彈簧對木塊A的作用力F1是多大？容器底部受到水的壓強(qiáng)變化了多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：容器底部受到水的壓強(qiáng)

p=ρ水gh=1×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa；

（2）解：彈簧恰好處于自然狀態(tài)時(shí)沒有發(fā)生形變

F浮=G

ρ水gV排=ρ木gV木

ρ木= ρ水=0.4×103kg/m3；

（3）解：木塊A剛好完全浸沒水中

F1=F浮﹣G=ρ水gV﹣ρ木gV=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3﹣0.4×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=6N；

假設(shè)水面不動(dòng)（即不加水），彈簧伸長3cm，木塊向上運(yùn)動(dòng)3cm，木塊底面距水面距離為10× cm﹣3cm=1cm．

木塊不動(dòng)（已經(jīng)運(yùn)動(dòng)了3cm），將水加至木塊A剛好完全浸沒水中，水面升高的高度△h=10cm﹣1cm=9cm=0.09m．

△p=ρ水g△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.09m=900Pa．

【解析】本題綜合考查了學(xué)生對壓強(qiáng)和浮力的綜合計(jì)算能力。做題時(shí)要對應(yīng)公式找到相應(yīng)的物理量，代入數(shù)據(jù)即可解題。關(guān)鍵是要加強(qiáng)公式的記憶和理解。

【考點(diǎn)精析】本題主要考查了浮力大小的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排才能正確解答此題．