Question

如图所示，一个边长为20cm的正方体物体浸没水中，上表面距水面10cm，求：①物体上表面所示水的压力是多少

如图所示，一个边长为20cm的正方体物体浸没水中，上表面距水面10cm，求：①物体上表面所示水的压力是多少N？②物体下表面所示水的压力多少N？③物体所示水的浮力多少N？（用两种方法）

Answer 1

（1）水深h=10cm=0.1m；
水对容器底的压强为：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.1m=980Pa；
∵p=

F

S

，
面积是：S=20cm×20cm=400cm²=0.04m²；
∴水对容器底的压力为：
F=pS=980Pa×0.04m²=39.2N；
（2）水深h=30cm=0.3m；
水对容器底的压强为：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.3m=2940Pa；
∵p=

F

S

，
面积是：S=20cm×20cm=400cm²=0.04m²；
∴水对容器底的压力为：
F=pS=2940Pa×0.04m²=117.6N；
（3）方法一：据浮力的产生原因可知，此时物体所受的浮力等于其上下表面的压力差；
故F_浮=F_下-F_上=117.6N-39.2N=78.4N；
方法二：此时物体的体积是：V=20cm×20cm×20cm=8000cm³=0.008m³．
据阿基米德原理可知，F_浮=G_排=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×0.008m³=78.4N；
答：（1）物体上表面所受水的压力是39.2N；（2）物体下表面所受水的压力是117.6N；（3）求得浮力是78.4N，方法见上面的解析．

Answer 2

在水中同一点的压力是各向同性的，即各方向力的大小相同，所以先求得上表面处的压强，再乘以上表面积就可得压力大小（如果上表面与水面不平行，需要按高度求积分计算总压力）

1. 上表面各点压强P=(1000kg/m^3)X(9.8m/s^2)X0.1m=980Pa

2. 上表面积A=0.2mX0.2m=0.04m^2

3. 上表面水压力F=PA=39.2N

Answer 3

解：
已知g=9.8N/kg, ρ(水)=1g/cm^3
由公式ρ=m/v ,F=mg
得出m=ρv=(1g/cm^3 )*（20cm*20cm*10cm）=4000g=4kg
F=mg=4kg*9.8N/kg=39.2N
答：
物体上表面所示水的压力是39.2N。

Answer 4

现要求出水对上表面的压强，根据公式P=pgh可知压强为10000pa,再求压力根据公式F=P/S，这里的S是正方体的上表面的面积，得F

Answer 5

水深h=10cm=0.1m；水对容器底的压强为：p=ρgh=1.0×103kg/m3×9.8N/kg×0.1m=980Pa；∵p=FS，面积是：S=20cm×20cm=400cm2=0.04m2；∴水对容器底的压力为：F=pS=980Pa×0.04m2=39.2N