Question

如圖1所示，邊長為0.1m的立方體A重30N，放在水平地面上，用水平拉力F拉著立方體A在水平地面上作勻速直線運動．已知運動過程中物體所受阻力為物重的0.01倍．（g取10N/kg）求：
（1）拉力F為多大？
（2）立方體A對水平地面的壓強多大？
（3）若把立方體A放入如圖2所示盛水的容器中，求該立方體A所受浮力？
（4）除以上3個問題外，請你再提出一個問題，并解答．

Answer 1

【答案】分析：（1）先根據(jù)題意求出運動過程中物體所受的阻力，再根據(jù)物體做勻速直線運動時拉力和阻力是一對平衡力得出拉力的大��；
（2）立方體A對水平地面的壓力和自身的重力相等，根據(jù)G=mg求出其大小，再利用p=求出對地面的壓強；
（3）已知立方體的邊長可求其體積，已知重力可求其質(zhì)量，根據(jù)公式ρ=可求密度，然后與水的密度進行比較，判斷出最終A靜止時會處于什么狀態(tài)，進一步求出浮力；
（4）立方體A在水中靜止時對容器底部的壓力等于自身的重力減去受到的浮力．
解答：解：（1）根據(jù)題意可知：
運動過程中物體所受阻力f=0.01G=0.01×30N=0.3N，
∵立方體A作勻速直線運動時，受到的阻力和拉力是一對平衡力，
∴拉力F=f=0.3N；
（2）立方體A對水平地面的壓力：
F_壓=G=30N，
對地面的壓強：
p===3000Pa；
（3）立方體的體積為：
V=（0.1m）³=0.001m³，
立方體的質(zhì)量：
m===3kg，
立方體的密度：
ρ===3×10³kg/m³＞1.0×10³kg/m³，
所以立方體會沉入水底，受到的浮力為：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N；
（4）立方體A在水中靜止時對容器底部的壓力：
F_壓′=G-F_浮=30N-10N=20N．
答：（1）拉力F為0.3N；
（2）立方體A對水平地面的壓強為3000Pa；
（3）該立方體A所受浮力為10N；
（4）立方體A在水中靜止時，對容器底部的壓力是多少？F_壓′=G-F_浮=30N-10N=20N．
點評：本題考查了二力平衡條件的應用和壓強公式、重力公式、密度公式、物體浮沉條件、阿基米德壓力的靈活運用，關鍵是知道水平面上物體的壓力和自身的重力相等，物體完全浸沒時排開液體的體積和本身的體積相等．