(1)壓強(qiáng)的計(jì)算,正確判斷物體間的壓力,進(jìn)行受力分析是關(guān)鍵;物體間受力面積,就是發(fā)生形變的面積;(2)對于非豎直柱形容器,計(jì)算液體對底部的壓力,應(yīng)先計(jì)算液體對底部的壓強(qiáng),再應(yīng)用公式F=pS,計(jì)算壓力。
例1 如圖Z3-1所示,將底面積為100 cm2、質(zhì)量為0.5 kg的容器放在水平桌面上,容器內(nèi)裝有重45 N、深40 cm的水,g取10 N/kg。求:(1)距容器底10 cm的A處水的壓強(qiáng)。(2)水對容器底的壓強(qiáng)和壓力。(3)容器對水平桌面的壓力和壓強(qiáng)。圖Z3-1?
解:(1)由圖可知,A處水的深度hA=40 cm-10 cm=30 cm=0.3 m,距容器底10 cm的A處水的壓強(qiáng)pA=ρ水ghA=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.3 m=3000 Pa。(2)水對容器底的壓強(qiáng)p水=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.4 m=4000 Pa。水對容器底的壓力F水=p水S=4000 Pa×100×10-4 m2=40 N。(3)容器對水平桌面的壓力F=G容器+G水=m容器g+G水=0.5 kg×10 N/kg+45 N=5 N+45 N=50 N。容器對桌面的壓強(qiáng)p===5000 Pa。
【規(guī)律總結(jié)】 浮力的四種計(jì)算方法:①稱重法:F浮=G-F示;②壓力差法:F浮=F向上-F向下;③阿基米德原理:F浮=G排=ρ液gV排;④漂浮、懸浮狀態(tài)法:F浮=G。
例2 伍實(shí)同學(xué)利用密度為1.5×103 kg/m3的橡皮泥進(jìn)行造“船”比賽,他所用橡皮泥的體積為20 cm3,造成的小船最大排水體積為100 cm3。求:(g取10 N/kg)(1)他所用的橡皮泥的重力。(2)他所做的小船能裝載的貨物最重為多大。
解:(1)橡皮泥的質(zhì)量m=ρV=1.5×103 kg/m3×20×10-6 m3=0.03 kg,橡皮泥的重力G=mg=0.03 kg×10 N/kg=0.3 N。(2)小船所受的最大浮力F浮大=ρ水gV排大=1.0×103 kg/m3×10 N/kg×100×10-6 m3=1 N,因F浮大=G船+G物大,所以,小船所裝的貨物量大重力G物大=F浮大-G船=1 N-0.3 N=0.7 N。
例3 用一彈簧測力計(jì)掛著一實(shí)心圓柱體,圓柱體的底面剛好與水面接觸(未浸入水),然后將其逐漸浸入水中,如圖Z3-2甲;如圖乙是彈簧測力計(jì)示數(shù)隨圓柱體逐漸浸入水中的深度的變化情況。求:(g取10 N/kg)(1)圓柱體受到的最大浮力。(2)圓柱體剛浸沒時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)。
解:(1)由圖乙可知,圓柱體重G=2 N;當(dāng)圓柱體浸沒時(shí),彈簧測力計(jì)的示數(shù)F'=1.4 N,故圓柱體受到的最大浮力(全浸入時(shí))F浮=G-F'=2 N-1.4 N=0.6 N。(2)由圖乙可知,圓柱體剛浸沒時(shí)下表面所處的深度h=12 cm=0.12 m,圓柱體剛浸沒時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)p=ρ水gh=1×103 kg/m3×10 N/kg×0.12 m=1200 Pa。
例4 [2017·六盤水] 如圖Z3-3甲所示,水平桌面上有一底面積為5.0×10-3 m2的圓柱形容器,容器中裝有一定量的水,現(xiàn)將一個(gè)體積為5.0×10-5 m3的物塊(不吸水)放入容器中,物塊漂浮在水面上,浸入水中的體積為4.0×10-5 m3。(g取10 N/kg)(1)求物塊受到的浮力。(2)求物塊的質(zhì)量。(3)如圖乙所示,用力F緩慢向下壓物塊,使其恰好完全浸沒在水中(水未溢出),求此時(shí)水對容器底的壓強(qiáng)比物塊被下壓前增加了多少。

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