题文

如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，容器侧面的底部有一个由阀门B控制的出水口，当容器中水深为20cm时，木块A有的体积浸在水中，此时弹簧恰好处于自然状态，即没有发生形变（已知水的密度为1.0×103kg/m3,不计弹簧所受的浮力，g取10N/kg） ⑴求此时容器底部受到水的压强； ⑵求木块A的密度； ⑶先向容器内缓慢加水，直至木块A刚好完全浸没在水中，此时弹簧对木块的作用力为F1，再打开阀门B缓慢放水，直至木块A完全离开水面时，再关闭阀门B，此时弹簧对木块A的作用力为F2，求F1与F2之比。

题型：计算题  难度：中档

答案

(1) 2×103P   (2) 0.6×103 kg/m3   (3)

（1）由液体压强的计算公式得 容器底部受到水的压强p=ρ水gh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa； （2）当弹簧处于自然状态时，G木=F浮，即ρ木Vg=ρ水Vg； 所以木块A的密度ρ木=ρ水=0.6×103 kg/m3； （3）当A完全浸没时，对A进行受力解析得：G木＋F1=F1浮，得F1=ρ水Vg－ρ水Vg =ρ水Vg； 当A完全露出时，F2=G木=ρ水Vg；故 （1）由于已知水的深度，由液体压强公式即可计算出液体的压强；（2）由于木块A漂浮时，露出水的体积与与木块的总体积的比是已知的，故根据漂浮物体的特点可求出木块A的密度；（3）题中有两种情况，我们分别将这两种情况中的木块A的受力情况画出来，然后列出力的平衡方程，将力F1与F2表示出来，相比即可约去一些相同量，最后得出其比值来。

据专家权威分析，试题“如图所示，在容器底部固定一轻质弹簧，弹簧上方连有正方体木块A，..”主要考查你对  液体压强的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

液体压强的计算

考点名称：液体压强的计算

• 液体压强的计算公式：
  P=ρgh（ρ是液体密度，单位是千克/米³；g=9.8牛/千克；h是深度，指液体自由液面到液体内部某点的竖直距离，单位是米。）

• 对液体压强公式的理解
  1．由公式可知，液体内部的压强只跟液体的密度和深度有关，而跟液体的质量、重力、体积以及容器的形状、底面积等无关。
  
  2．公式只适用于计算静止的液体产生的压强，而对固体、气体或流动的液体均不适用。
  
  3．在液体压强公式中h表示深度，而不是高度。判断出h的大小是计算液体压强的关键，如图所示，甲图中A点的深度为30cm，乙图中B点的深度为 40cm．丙图中C点的深度为50cm。
  
  4．运用公式时应统一单位：ρ的单位用kg／m³，h 的单位用m，计算出的压强单位才是Pa。 
  
  5．两公式的区别与联系：是压强的定义式，  无论固体、液体还是气体，它都是普遍适用的；而是结合液体的具体情况通过推导出来的，所以适用于液体。

  6．用公式求出的压强是液体由于自身重力产生的压强，它不包括液体受到的外加压强。

  转换法和控制变量法探究液体压强大小跟哪些因素有关：
       在探究液体压强的大小时，由于液体压强的大小不易测量或是不能直接观测到它的大小，我们用“转换法”，通过液体压强计中两玻璃管液面的高度差的大小来比较液体压强的大小，将抽象的东西变成了直观且形象的东两，使问题简化了。
  
      由于液体内部压强跟液体的深度和液体密度两方面因素有关，所以在探究液体内部压强的规律时要采用控制变量法，即在探究液体压强与深度的关系时，要保持液体密度不变，在探究液体压强与液体的密度关系时，要保持液体的深度不变。