如圖所示是中國(guó)女子冰壺隊(duì)參加2010年冬奧會(huì)時(shí)的一個(gè)情景.冰壺由花崗巖鑿磨而成,質(zhì)量約為19Kg,與冰道接觸的底面積約為0.02m2,冰壺的體積為8×10-3m3.(g取10N/Kg)求:
(1)冰壺對(duì)水平冰道的壓力和壓強(qiáng).
(2)若將冰壺浸沒(méi)在水中,則冰壺所受水的浮力是多大?靜止時(shí),冰壺是漂浮、懸浮還是沉底?
已知:m=19kg,S=0.02m2,V=8×10-3m3,g=10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3
求:(1)冰壺對(duì)水平冰道的壓力F和壓強(qiáng)p;
(2)將冰壺浸沒(méi)在水中時(shí)所受水的浮力F浮,靜止時(shí)的狀態(tài).
解:(1)冰壺對(duì)水平冰道的壓力:
F=G=mg=19kg×10N/kg=190N,
冰壺對(duì)水平冰道的壓強(qiáng):
p===9500Pa;
(2)∵冰壺完全浸沒(méi)在水中,
∴V排=V=8×10-3m3,
冰壺所受水的浮力:
F浮=ρgV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-3m3=80N,
∵F浮<G
∴在水中靜止時(shí),冰壺沉底.
答:(1)冰壺對(duì)水平冰道的壓力為190N,壓強(qiáng)為9500Pa;
(2)將冰壺浸沒(méi)在水中時(shí)受水的浮力是80N,靜止時(shí)冰壺沉底.
(1)冰壺對(duì)水平冰道的壓力和自身的重力相等,根據(jù)G=mg求出其大小,再根據(jù)壓強(qiáng)公式求出冰壺對(duì)水平冰道的壓強(qiáng);
(2)冰壺浸沒(méi)在水中時(shí),排開水的體積和本身的體積相等,根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力,然后與冰壺的重力相比較即可判斷靜止時(shí)冰壺的狀態(tài).
點(diǎn)評(píng):本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、壓強(qiáng)公式、阿基米德原理的掌握和運(yùn)用,記住隱含條件“在水平面上,物體對(duì)地面的壓力等于物體的重力”和“物體浸沒(méi)時(shí)排開液體的體積和本身的體積相等”.