【分析】(1)利用F=G=mg=ρgV求圆柱体对容器底部的压力,再利用p=
求圆柱体对容器底部的压强;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,F浮=G,利用F浮=ρ水gV排=ρ水gSh水求水的深度,再利用p=ρgh求容器底部产生的压强;
利用G水=m水g=ρ水gV水=ρ水g(S﹣S1)h求所注水的重力
【解答】解:
(1)圆柱体对容器底部的压力:
F=G柱=m柱g=ρgV柱=ρgS1h=0.8×103kg/m3×10N/kg×120×10﹣4m2×20×10﹣2m=19.2N;
圆柱体对容器底部的压强:
p=1600Pa;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,圆柱体刚好处于漂浮状态,则:
F浮=G柱=19.2N,
由F浮=ρ水gV排=ρ水gS1h水得水的深度:
h水=0.16m,
此时水对容器底部产生的压强:
p=ρ水gh水=1×103kg/m3×10N/kg×0.16m=1600Pa;
所注水的体积:
V水=(S﹣S1)h水=(200×10﹣4m2﹣120×10﹣4m2)×0.16m=1.28×10﹣3m3,
所注水的重力:
G水=m水g=ρ水gV水=1×103kg/m3×10N/kg×1.28×10﹣3m3=12.8N。
答:(1)圆柱体对容器底部的压强是1600Pa;
(2)向容器内缓缓注水直至圆柱体对容器底部的压力刚好为零,此时水对容器底部的压强和所注的水重各是1600Pa、12.8N。
五.解答题(共1小题)
25.(2018•青岛)请用相关的两个物理知识解释如下场景:
潜水员深海作业时,他穿着抗压潜水服,用力向后划水,身体向前进。
【分析】(1)由于液体受到重力作用,且具有流动性,所以液体对容器底和容器侧壁有压强,液体内部向各个方向都有压强;液体的压强随深度增加而增大。
(2)物体间力的作用是相互的。
【解答】答:(1)液体的压强大小与深度有关,越深处压强越大,深水潜水员在潜水时要受到比在水面上大许多倍的压强,如果不穿坚固耐压的潜水服,潜水员是承受不了那么大压强的,会有生命危险,所以必须穿上高强度耐压的潜水服才行。
(2)潜水员在水中用力向后划水,即手对水有一个向后的力的作用,由于物体间力的作用是相互的,所以水对手有一个向前的反作用力,所以潜水员在水中可以向前运动。