Question

7．如圖所示，有一重為6N，邊長為0.1m的實心正方體木塊A放在水平桌面上，一個底面積為0.02m²的薄壁圓柱形容器放在水平桌面中央（容器足夠高），內(nèi)盛有0.3m深的水．若把木塊放入圓柱形容器里的水中，若要木塊A恰能完全浸沒在水中，則要在木塊上加豎直向下的壓力F為4N；從漂浮到剛好完全浸沒的過程中木塊的重力做功0.12J．

Answer 1

分析 （1）由浮力公式求出木塊完全浸沒在水中時受到的浮力，浮力與木塊重力之差是施加在木塊上的力
（2）根據(jù)功的公式分析答題．

解答 解：（1）木塊完全浸沒在水中時受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV=1×10³kg/m³×10N/kg×（0.1m）³=10N，
在木塊上增加的壓力F=F_浮-G=10N-6N=4N；
（2）木塊漂浮時F_浮1=G=6N，則：
浸入水的體積為V_排1=$\frac{{F}_{浮1}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{6N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6×10^-4m³，
露出的木塊高度h′=L-$\frac{{V}_{排1}}{{S}_{木塊}}$=0.1m-$\frac{6×1{0}^{-4}{m}^{3}}{（0.1m）^{2}}$=0.04m，
木塊從漂浮到完全浸沒在水中的過程中，木塊下降的距離：
h=h′-$\frac{△{V}_{排}}{S}$=0.04m-$\frac{（0.1m）^{3}-6×1{0}^{-4}{m}^{3}}{0.02{m}^{2}}$=0.02m，
該過程中重力做的功W=Gh=6N×0.02m=0.12J．
故答案為：4；0.12．

點評 本題考查阿基米德原理和功的計算，求木塊重力做功需要知道木塊向下移動的距離，這個距離加上液面上升的距離才是木塊浸入變化的距離．