Question

【題目】張老師在研究浮力產生原因時，做了如下實驗，如圖是由容器A和B構成的連通器，B容器底的中間部分有一個面積為80cm2方形孔，將密度為0.6g/cm3、邊長為10cm的正方體木塊放在B容器中，且把容器底的正方形孔密合覆蓋，然后向B容器緩慢注入15cm深的水，發現木塊沒有上浮，靜止在B容器底部。

（1）則B容器中水對木塊壓力的大小為______N（g=10N/kg）；

（2）為使B容器中的木塊上浮，至少需要在A容器中注入距離B容器底______cm深的水。

Answer 1

【答案】5 13.75

【解析】

(1)[1]木塊上表面受到水的壓強為：

p=ρgh=1000kg/m3×10N/kg×（0.15m-0.1m）=500Pa，

上表面所受水的壓力為：

F=pS=500Pa×0.01m2=5N，

方向：垂直上表面向下；

(2)[2]木塊的重力為：

G=mg=ρ木Vg=0.6×103kg/m3×0.001m3×10N/kg=6N，

則為使B容器中的木塊上浮，至少A中所注入的水所產生的向上的壓力：

F1=5N+6N=11N，

A中水所要產生的壓強應為：

p1===1375Pa

因此A中水的深度為：

h1===0.1375m=13.75cm。