试题

如图所示，重为20N的容器放在水平桌面上．容器的底面积S=2×10^-2m²，高h=O.4m．当容器装满水时，容器对水平桌面的压强为4×10³Pa，（ρ_水=1.0×10³kg/m³）求：
（1）如图所示，水对容器底的压强多大？
（2）用一个弹簧测力计吊着一重为4N的物体，当物体全部浸没在该容器的水中时，弹簧测力计的示数为2.4N．该物体排开水的质量是多大？该物体的密度多大？
（3）容器中水受到的重力多大？

解：（1）水对容器底的GH压强：
P=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.4m=3.92×10³Pa；
（2）①物体浸没在水中时，受竖直向下的重力G，竖直向上的浮力F_浮，
竖直向上的拉力F作用，处于平衡状态，由平衡条件可得：G=F_浮+F，
物体受到的浮力F_浮=G-F=4N-2.4N=1.6N；
②由阿基米德原理可知，物体排开水的重力G_水=F_浮=1.6N，
∵G=mg，
∴物体排开水的质量m_水=

G水

g

=

1.6N

9.8N/kg

≈0.163kg；
③∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴物体的体积V=V_排=

F浮

ρ水g

，
∵G=mg，
∴物体的质量m=

G物

g

，
物体的密度：
ρ=

m

V

=

G物 g

F浮 ρ水g

=

G物ρ水

F浮

=

4N×1×103kg/m3

1.6N

=2.5××10³kg/m³；
（3）∵P=

F

S

，
∴容器与水对桌面的压力
F=PS=4×10³Pa×2×10^-2m²=80N，
容器与水的重力G_总=F=80N，
水的重力G_水=G_总-G_容器=80N-20N=60N；
答：（1）如图所示，水对容器底的压强是3.92×10³Pa．
（2）该物体排开水的质量是0.163kg；该物体的密度2.5××10³kg/m³．
（3）容器中水受到的重力是60N．
解：（1）水对容器底的GH压强：
P=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.4m=3.92×10³Pa；
（2）①物体浸没在水中时，受竖直向下的重力G，竖直向上的浮力F_浮，
竖直向上的拉力F作用，处于平衡状态，由平衡条件可得：G=F_浮+F，
物体受到的浮力F_浮=G-F=4N-2.4N=1.6N；
②由阿基米德原理可知，物体排开水的重力G_水=F_浮=1.6N，
∵G=mg，
∴物体排开水的质量m_水=

G水

g

=

1.6N

9.8N/kg

≈0.163kg；
③∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴物体的体积V=V_排=

F浮

ρ水g

，
∵G=mg，
∴物体的质量m=

G物

g

，
物体的密度：
ρ=

m

V

=

G物 g

F浮 ρ水g

=

G物ρ水

F浮

=

4N×1×103kg/m3

1.6N

=2.5××10³kg/m³；
（3）∵P=

F

S

，
∴容器与水对桌面的压力
F=PS=4×10³Pa×2×10^-2m²=80N，
容器与水的重力G_总=F=80N，
水的重力G_水=G_总-G_容器=80N-20N=60N；
答：（1）如图所示，水对容器底的压强是3.92×10³Pa．
（2）该物体排开水的质量是0.163kg；该物体的密度2.5××10³kg/m³．
（3）容器中水受到的重力是60N．