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的体积露出水面.求:(1)木块受到的浮力;(2)木块放入容器中静止时底面受水的压强是多少?(3)将木块从图示的位置压入到容器底部时,压力所做的功是多少?(提示:木块由图示
题目详情
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(1)木块受到的浮力;
(2)木块放入容器中静止时底面受水的压强是多少?
(3)将木块从图示的位置压入到容器底部时,压力所做的功是多少?(提示:木块由图示位置到浸没状态,所受的压力是变化的,该变化的压力做功可以用一个恒力所做的功代替,这个恒力的大小等于最大压力的二分之一.)
▼优质解答
答案和解析
已知:S=2×10-2m2 V木=10-3m3 V露=
V木 h=16cm=0.16m ρ水=1.0×103kg/m3
求:(1)F浮=?(2)P=?(3)W=?
(1)木块排开水的体积为V排=(1-
)V木=
×10-3m3=0.6×10-3m3
木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.6×10-3m3=5.88N;
(2)容器底部受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.16m=1568Pa;
(3))①∵木块漂浮,
∴木块的重G木=F浮=5.88N,
木块完全浸没后的浮力:
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV木=1×103kg/m3×9.8N/kg×10-3m3=9.8N,
②∵木块完全浸没时:
F浮′=F压+G木,
∴手对木块的压力(最大压力)为F压=F浮′-G木=9.8N-5.88N=3.92N;
由题知,从如图所示位置缓慢压到刚好全部没人水中的过程中,
恒力F1=
F压=
×3.92N=1.96N,
木块下移距离h1=
=
=0.02m,
该过程手的压力做功为W1=F1h1=1.96N×0.02m=0.0392J;
③木块的高度为h=
=
=0.1m,
从刚好全浸入到容器底,手对木块的压力不变,大小为F2=F压=3.92N,
木块下移距离为h2=0.16m-0.1m=0.06m,
该过程手的压力做的功为W2=F2h2=3.92N×0.06m=0.2352J;
将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功为W=W1+W2=0.0392J+0.2352J=0.2744J.
答:
(1)木块受到的浮力是5.88N;
(2)容器底部受到水的压强是1568Pa;
(3)将木块压入容器底部时,压力做的功为0.2744J.
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求:(1)F浮=?(2)P=?(3)W=?
(1)木块排开水的体积为V排=(1-
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木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.6×10-3m3=5.88N;
(2)容器底部受到水的压强:
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.16m=1568Pa;
(3))①∵木块漂浮,
∴木块的重G木=F浮=5.88N,
木块完全浸没后的浮力:
F浮′=ρ水gV排′=ρ水gV木=1×103kg/m3×9.8N/kg×10-3m3=9.8N,
②∵木块完全浸没时:
F浮′=F压+G木,
∴手对木块的压力(最大压力)为F压=F浮′-G木=9.8N-5.88N=3.92N;
由题知,从如图所示位置缓慢压到刚好全部没人水中的过程中,
恒力F1=
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木块下移距离h1=
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该过程手的压力做功为W1=F1h1=1.96N×0.02m=0.0392J;
③木块的高度为h=
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从刚好全浸入到容器底,手对木块的压力不变,大小为F2=F压=3.92N,
木块下移距离为h2=0.16m-0.1m=0.06m,
该过程手的压力做的功为W2=F2h2=3.92N×0.06m=0.2352J;
将木块从如图所示位置缓慢压至容器底部,压力所做的功为W=W1+W2=0.0392J+0.2352J=0.2744J.
答:
(1)木块受到的浮力是5.88N;
(2)容器底部受到水的压强是1568Pa;
(3)将木块压入容器底部时,压力做的功为0.2744J.
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