Question

如圖所示，將邊長是10cm的實(shí)心立方體小塊輕輕地放入盛滿水的大水槽內(nèi)．待木塊靜止時(shí)，下表面距水面的距離是6cm，木塊排開水的質(zhì)量是600g，求：（g=10N/kg）
（1）木塊受到的浮力？
（2）木塊的密度？
（3）木塊下表面受到的水的壓強(qiáng)？

Answer 1

分析：（1）已知木塊靜止時(shí)溢出水的質(zhì)量，則可根據(jù)阿基米德原理知道木塊受到的浮力；
（2）先算出木塊排開水的體積，然后比較木塊的體積和排水體積即可知道木塊在水中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)，當(dāng)物體漂浮時(shí)F_浮=G，由此我們就可以算出木塊的質(zhì)量，最后根據(jù)密度公式即可算出木塊的密度；
（3）木塊漂浮時(shí)水對木塊下表面的壓力等于木塊受到的浮力，所以要算木塊下表面受到的水的壓強(qiáng)，可根據(jù)壓強(qiáng)公式p=

F

S

算出．

解答：解：（1）木塊排出水的重力：
G_排=m_排g=0.6kg×10N/kg=6N，
由阿基米德原理可知：
F_浮=G_排=6N；
（2）根據(jù)ρ=

m

V

可得，木塊排開水的體積：
V_排水=

m排

ρ水

=

600g

1g/cm3

=600cm³，
木塊的體積：
V_木=10cm×10cm×10cm=1000cm³，
∵V_排水＜V_木，
∴木塊在水中靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)，
因?yàn)槠�浮時(shí)浮力等于重力，
則G_木=F_浮=6N，
根據(jù)G=mg可得，木塊的質(zhì)量：
m_木=

G木

g

=

6N

10N/kg

=0.6kg，
木塊的密度：
ρ_木=

m木

V木

=

0.6kg

1000×10-6m3

=0.6×10³kg/m³；
（3）∵木塊下表面受到的壓力等于木塊受到的浮力，
∴木塊下表面受到水的壓強(qiáng)：
p=

F

S

=

6N

0.1m×0.1m

=600Pa．
答：（1）木塊受到的浮力是6N；
（2）木塊的密度是0.6×10³kg/m³；
（3）木塊下表面受到水的壓強(qiáng)是600Pa．

點(diǎn)評：本題綜合考查了學(xué)生對浮力知識、密度知識、壓強(qiáng)知識的掌握和了解．其中在計(jì)算第（3）問時(shí)，也可以先根據(jù)木塊的排水體積（浸入水中體積）和木塊底面積算出木塊浸入水中的長度，然后根據(jù)液體壓強(qiáng)公式P=ρgh就可以算出木塊下表面受到水的壓強(qiáng)．