Question

【題目】如圖甲所示，在容器底部固定一輕質彈簧，彈簧上端連有一邊長為0.1m的正方體物塊A，當容器中水的深度為20cm時，物塊A有3/5的體積露出水面，此時彈簧恰好處于自然伸長狀態。往容器緩慢加水（水未溢出）至物塊A恰好浸沒，加水過程中物塊A克服重力做的功為_________J。加水后容器底部受到水的壓強為_________Pa（整個過程中彈簧受到的拉力F跟彈簧的伸長量L的關系如圖10乙所示）。

Answer 1

【答案】0.24 3200

【解析】

試題分析：，

此時物體受到的浮力為：，因為彈簧恰好處于自然伸長狀態，所以物體重力等于它受到的浮力，加水至物塊A恰好浸沒時，，物體受到的浮力為：

，此時物體受到三個力的作用：除去豎直向下的重力4N，豎直向上的重力10N外，還受豎直向下的拉力6N，由乙圖可知，當拉力為6N時，彈簧伸長6cm，說明物體上升6cm，克服重力做功：；

加水前，A有的體積在水面以下，所有水面距離A的下表面4cm，加水過程中，假設水面相對于A的位置不變，一直在距離A的下表面處4cm，彈簧伸長6cm，所以水面升高6cm，再加水至A完全浸沒，即水面與A的上表面相平，水面又升高6cm，所以整個過程水面升高12cm，此時水的深度為：，容器底部受到的水的壓強為：