如图1所示,置于水平地面的薄壁容器上面部分为正方体形状,边长 l 1 = 4 cm ,下面部分也为正方体形状,边长 l 2 = 6 cm ,容器总质量 m 1 = 50 g ,容器内用细线悬挂的物体为不吸水的实心长方体,底面积 S 物 = 9 c m 2 ,下表面与容器底面距离 l 3 = 2 cm ,上表面与容器口距离 l 4 = 1 cm ,物体质量 m 2 = 56 . 7 g 。现往容器内加水,设水的质量为 M ,已知 ρ 水 = 1 . 0 × 10 3 kg / m 3 , g = 10 N / kg 。
(1)当 M = 58 g 时,水面还没有到达物体的下表面,求此时容器对水平地面的压强;
(2)当 M = 194 g 时,求水对容器底部的压力;
(3)当 0 ⩽ M ⩽ 180 g 时,求出水对容器底部的压力 F 随 M 变化的关系式,并在图2中作出 F − M 图像。
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