Question

2．如圖所示，把一個邊長為10cm的正方體木塊放入水中，靜止時，木塊有$\frac{3}{5}$的體積浸入水中（g取10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³），求：
（1）此時木塊受到的浮力是多少？
（2）木塊下表面受到水的壓強是多少？
（3）木塊的密度是多少？

Answer 1

分析 （1）已知木塊邊長，可以得到體積；已知木塊排開水的體積，可以得到木塊受到的浮力；
（2）已知木塊邊長和浸在水中的長度，可以得到下表面受到水的壓強；
（3）已知木塊排開水的體積與本身體積關系，根據漂浮特點列出方程求解木塊密度．

解答 解：
（1）木塊的體積為a³=（0.1m）³=10^-3_m3，
木塊排開水的體積為V_排=$\frac{3}{5}$×10^-3_m3=0.6×10^-3_m3，
木塊受到的浮力為F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.6×10^-3_m3=6N；
（2）木塊浸入水中的深度為h=$\frac{3}{5}$a×0.1m=0.06m，
木塊底部受到水的壓強為p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa；
（3）因為木塊漂浮，
所以G_木=F_浮，
因為G=mg、ρ=$\frac{m}{V}$，
所以，ρ_木gV_木=6N，
即ρ_木×10N/kg×1×10^-3_m3=6N，
解得：ρ_木=0.6×10³kg/m³．
答：（1）此時木塊受到的浮力是6N；
（2）木塊下表面受到水的壓強是600Pa；
（3）木塊的密度是0.6×10³kg/m³．

點評 此題考查的是阿基米德原理、物體浮沉條件及液體壓強的計算，是一道力學綜合題，計算環(huán)節(jié)不復雜，屬于基礎題．