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20.如圖所示,一艘排水量100噸的貨船,船上裝有質(zhì)量為8噸的貨物A,貨物A的底面積為5m2(貨物底面與船完全接觸).求:
(1)該船滿載時受到的浮力;
(2)貨物A對船的壓強;
(3)將貨物A從船上卸下后,船排開水的體積減少多少?(ρ=1.0×103kg/m3  g=10N/kg)
(4)此船船身外表面有一螺絲釘,位于海面下3m處,受力面積為100cm2,求海水對螺絲釘?shù)膲簭姾蛪毫Γé?SUB>海水=1.0×103kg/m3
(5)如果此船從河里駛入海里,船體將上浮還是下沉一些,為什么?

分析 (1)該船滿載時,根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力;
(2)貨物A對船的壓力和自身的重力相等,根據(jù)F=G=mg求出其大小,根據(jù)p=FS求出貨物A對船的壓強;
(3)將貨物A從船上卸下前后,貨船始終漂浮,根據(jù)物體漂浮條件可知,浮力減小的量等于貨物A的重力,根據(jù)阿基米德原理求出船排開水減小的體積;
(4)知道螺絲釘所處的深度,根據(jù)p=ρgh求出受到的壓強,又知道受力面積,根據(jù)F=pS求出海水對螺絲釘?shù)膲毫Γ?br />(5)此船從河里駛入海里時,船始終漂浮,受到的浮力和自身的重力相等,根據(jù)阿基米德原理和比較河水與海水的密度得出答案.

解答 解:(1)該船滿載時受到的浮力:
F=G=mg=100×103kg×10N/kg=106N;
(2)貨物A對船的壓力:
F=GA=mAg=8×103kg×10N/kg=8×104N,
A貨物對船的壓強:
p=FS=8×104N5m2=1.6×104Pa;
(3)因為船始終處于漂浮狀態(tài),
所以,將貨物A從船上卸下后,船減小的浮力等于貨物A的重力,
由F=ρgV可得,船排開水減小的體積:
△V=\frac{{G}_{A}}{{ρ}_{水}g}=\frac{8×1{0}^{4}N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}=8m3;
(4)海水對螺絲釘?shù)膲簭姡?br />p′=ρ海水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa,
海水對螺絲釘?shù)膲毫Γ?br />F′=p′S′=3×104Pa×100×10-4m2=300N;
(5)因輪船從河里駛入海里始終漂浮,
所以,船的重力不變,受到的浮力不變,
因海水的密度大于河水的密度,
所以,由F=ρVg可知,船體會上浮一些.
答:(1)該船滿載時受到的浮力為106N;
(2)貨物A對船的壓強為1.6×104Pa;
(3)將貨物A從船上卸下后,船排開水的體積減少8m3;
(4)海水對螺絲釘?shù)膲簭姙?×104Pa,壓力為300N;
(5)如果此船從河里駛入海里,船體將上浮一些,因為海水的密度大于河水密度.

點評 本題考查了阿基米德原理和壓強公式、液體壓強公式、物體浮沉條件的綜合應用,理解排水量的含義和知道水平面上物體的壓力等于自身的重力是關鍵.

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