(1)已知木塊邊長10cm,可求出受力面積,壓力大小等於木塊重力,根據p=F/S求出壓強;(2)對木塊做受力分析,向上的是浮力,向下的受到了自身的重力和細線的拉力,即F浮=G+F拉;
(3)據(2)中的浮力,利用阿基米德原理可以計算出排開液體的體積,進而計算出木塊浸入水中的高度,據此可以得出此時容器內水面的高度,此時的體積減去木塊浸入水中的體積,即為原來水的體積;同時當剪斷細線後,木塊漂浮,可以計算出木塊浸入水中的體積,即可以計算出此時的總體積,進而計算出液體的總高度,而後利用公式p=ρgh計算出壓強即可.
解答:
解:
(1)受力面積:S=10×10^-2m×10×10^-2m=0.01m^2,
對杯底的壓力:F=G=5N,對杯底的壓強:p=F/S=5N/0.01m^2=500Pa;
(2)對木塊做受力分析,向上的是浮力,向下的受到了自身的重力和細線的拉力,即F浮=G+F拉=5N+1N=6N;
(3)據(2)可知F浮=6N;故此時木塊浸入水中的體積是:F浮=ρgV排;V排=F浮=6N/(1000kg/m^3×10N/kg)=0.0006m^3;
故此時木塊浸入水中的深度是:V=Sh;h=V/S=0.0006m^3/0.01m^2=0.06m=6cm;故此時液面的總高度是:h=6cm+5cm=11cm;
故此時杯中水的體積是:V=0.02m^2×0.11m-0.0006m^3=0.0016m^3;
將圖乙中與B相連的細線剪斷,當木塊靜止時,木塊恰好處於漂浮狀態,即此時F浮=G物=5N;所以據F浮=ρgV排;V排=F浮/ρg=5N/(1000kg/m^3×10N/kg)=0.0005m^3;故此時水和浸入水中的總體積是:V=0.0016m^3+0.0005m^3=0.0021m^3;
所以此時的液體的深度是:h=0.0021m^3/0.02m^2=0.105m;
故此時容器底部所受的壓強是:p=ρgh=1000kg/m^3×10N/kg×0.105m=1050Pa.
答:
(1)甲圖中,木塊對容器底部的壓強500Pa;
(2)向容器A中緩慢加水,當細線受到的拉力為1N時,停止加水,如圖乙所示,此時木塊B受到的浮力是6N;
(3)將圖乙中與B相連的細線剪斷,當木塊靜止時,容器底部受到水的壓強是1050Pa.