Question

【題目】如圖所示的裝置中，甲物體重5N，甲的底面積為20cm2，乙物體重3.5N，乙的體積為50cm3。甲、乙均保持靜止狀態。不計繩重，g取10N/kg。把乙物體浸沒在水中，甲、乙仍保持靜止狀態。（請畫出受力分析的示意圖）求：

(1)乙物體受到的浮力；

(2)繩子對甲物體的拉力；

(3)甲物體對水平地面的壓強。

Answer 1

【答案】(1)0.5N；(2)3N；(3)1×103Pa

【解析】

(1)乙浸沒于水中，則所受浮力為

浮力小于重力，則把乙物體浸沒在水中后，繩子對乙仍然有拉力，以甲為研究對象，甲受到自身豎直向下的重力，地面對甲豎直向上的支持力，繩子對甲向上的拉力，在三個力的作用下保持靜止，以乙為研究對象，乙受到自身豎直向下的重力，水對乙向上的浮力，繩子對乙豎直向上的拉力，在三個力的作用下保持靜止，則受力分析示意圖如下

(2)由圖分析可知，繩子對甲、乙的拉力相等，則由乙受力平衡可得

F拉=G乙-F浮=3.5N-0.5N=3N

(3)甲對地面的壓力為

F甲=G甲-F拉=5N-3N=2N

則甲對地面壓強為

答：(1)乙物體受到的浮力為0.5N；

(2)繩子對甲物體的拉力為2N；

(3)甲物體對水平地面的壓強為1×103Pa。