10.老师在上浮力这节课时,将排球放在装有水的水缸中,让同学们用手将排球压入水中,观察和体验浮力。如下图所示将底面积为0.2 m²,装有深度为0.5 m的水的圆柱形玻璃水缸放在水平地面上。同学们测得排球质量为260 g,直径为20 cm,体积为$5.6×10^{-3}\ \mathrm{m}^3$。把排球放入水中静止后,排球漂浮在水面上。($\rho_{\mathrm{水}}=1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^3$,g=10 N/kg)求:

(1)放入排球前,水对水缸底的压强。
(2)排球漂浮在水面上,排开水的体积。
(3)同学用手把排球从漂浮状态缓慢压入水中时,能感受到施加的压力在逐渐增大,但当排球浸没在水中后再继续把排球匀速压到水缸底的过程中感受到施加的压力没有再继续增大了。求排球恰好浸没在水中后继续压到水缸底的过程中施加的压力对排球做的功。(排球体积不变)

10.(1)放入排球前,水对水缸底的压强为:
$p=\rho_{水} gh=1.0×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×0.5\ \mathrm{m}=$
5 000 Pa。
(2)排球漂浮在水面上,受到的浮力为:
$F_{浮}=G=mg=0.26\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=2.6\ \mathrm{N}$,
则排开水的体积:
$V_{排}=\dfrac{F_{浮}}{\rho_{水} g}=\dfrac{2.6\ \mathrm{N}}{1×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}}=2.6×$
$10^{-4}\ \mathrm{m^3}$。
(3)排球浸没时受到的浮力为:
$F'_{浮}=\rho_{水} gV'_{排}=1×10^3\ \mathrm{kg/m^3}×10\ \mathrm{N/kg}×5.6×$
$10^{-3}\ \mathrm{m^3}=56\ \mathrm{N}$。
根据力的平衡条件,排球恰好浸没水中后继续压到水缸底的过程中施加的压力为:
$F=F'_{浮}-G=56\ \mathrm{N}-2.6\ \mathrm{N}=53.4\ \mathrm{N}$,
排球浸没,水面上升高度:
$\Delta h=\dfrac{V_{球}}{S_{缸}}=\dfrac{5.6×10^{-3}\ \mathrm{m^3}}{0.2\ \mathrm{m^2}}=0.028\ \mathrm{m}$,
排球浸没时水缸中水深为:
$h'=h+\Delta h=0.5\ \mathrm{m}+0.028\ \mathrm{m}=0.528\ \mathrm{m}$。
则排球恰好浸没在水中后继续压到水缸底的过程中,施加的压力对排球做的功:
$W=Fs = 53.4\ \mathrm{N}×(0.528\ \mathrm{m}-0.2\ \mathrm{m})=$
17.5152 J。

11.将一个矿泉水瓶的上半部分剪下并倒置，放入乒乓球，再倒入水，发现乒乓球停留在瓶口处且水会流出，如图甲所示。盖上瓶盖，一会儿乒乓球就浮起到水面上，如图乙所示。请用所学物理知识分别解释这两个现象。

11.图甲中,乒乓球的上方受到水对它向下的压力,下方没有受到水对它向上的压力,由此产生的压力差向下,即没有受到浮力,故乒乓球停留在瓶口。图乙中,盖上瓶盖后,水会继续向下流,在瓶盖与乒乓球之间注入了水,使乒乓球下方受到水向上的压力,由此产生了向上的压力差,即受到了浮力,当$F_{浮}＞G_{物}$时,乒乓球上浮。

12.如下图所示,轻质杠杆的A点挂一重物G,绳受的拉力为$F_2$,O为杠杆的支点。请在杠杆端点B处画出使杠杆保持静止的最小的力$F_1$的示意图,并作出$F_2$的力臂。

12.示意图：