Question

一木塊的體積是150厘米³，放入煤油中漂浮，靜止時有體積浸在煤油中，（ρ_油=0.8×10³千克/米³）求
（1）木塊漂浮時受到的浮力？
（2）木塊的重力？
（3）木塊的密度？
（4）木塊全部浸入煤油中受到的浮力？
（5）至少用多大壓力可使木塊全部浸入煤油中？（g=10牛/千克）

Answer 1

解：（1）V=150cm^3₌150×10^-6m³，
F_浮=ρ_油V_排g=ρ_油g=0.8×10³kg/m³××150×10^-6m³×10N/kg=0.72N；
（2）∵木塊漂浮在煤油面上
∴G_木=F_浮=0.72N；
（3）∵G_木=F_浮 即：ρ_木Vg=ρ_油g
∴ρ_木=ρ_油=×0.8×10³kg/m³=0.48×10³kg/m³；
（4）F_浮′=ρ_油V_排g=ρ_油Vg=0.8×10³kg/m³×150×10^-6m³×10N/kg=1.2N；
（5）∵F_浮=F+G
∴至少用的壓力
F=F_浮′-G=1.2N-0.72N=0.48N；
答：（1）木塊漂浮時受到的浮力為0.72N；
（2）木塊的重力為0.72N；
（3）木塊的密度為0.48×10³kg/m³；
（4）木塊全部浸入煤油中受到的浮力1.2N；
（5）至少用0.48N的壓力可使木塊全部浸入煤油中．
分析：（1）知道木塊排開煤油的體積，利用阿基米德原理求浮力；
（2）知道木塊受浮力，根據(jù)漂浮條件求木塊重；
（3）根據(jù)阿基米德原理和漂浮條件列式F_浮′=ρ_油V_排g=ρ_木Vg，求木塊密度；
（4）全浸入時，V_排=V，根據(jù)阿基米德原理求浮力；
（5）知道浮力和木塊重，根據(jù)全浸入時木塊受浮力等于所加的力和重力相加求所加壓力．
點評：本題考查了重力的計算、密度的計算、浮力的計算、物體的浮沉條件（漂浮條件），雖綜合性強，但屬于基礎計算，難易適中．