Question

10．将质量为0.6kg、边长为10cm的质量均匀分布木块，放入如图所示的盛有水的水槽中，待木块静止时，其下表面距水面的距离为0.06m （ g=10N/kg ），求：
（1）木块下表面受到的水的压强是多少？
（2）木块受到的浮力是多少？
（3）若要将木块全部浸没在水中，需对木块施加多大的竖直向下的力？

Answer 1

分析 （1）已知木块进入水的深度，利用p=ρgh求木块下表面受到水的压强；
（2）木块漂浮在水面上，受到的浮力等于其重力，已知质量，利用G=mg得到重力；
（3）若要将木块全部浸没在水中，根据阿基米德原理求出物体受到水的浮力；若使物体全部浸入水中而静止，则F_浮′=G_木+F，即可求压力．

解答 解：（1）木块浸入水的深度h=0.06m，
木块下表面受到水的压强：p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa；
（2）待木块静止时处于漂浮，则木块受到的浮力：F_浮=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N；
（3）木块全部浸没在水中时，则V_排=V_木=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³；
木块全部浸没时受到水的浮力：
F_浮′=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-3m³=10N；
根据力的平衡条件可得：F_浮′=G_木+F，
所以，施加的竖直向下压力：F=F_浮′-G_木=10N-6N=4N．
答：（1）木块下表面受到的水的压强是600Pa；
（2）木块受到的浮力是6N；
（3）若要将木块全部浸没在水中，需对木块施加4N的竖直向下的力．

点评 本题考查了学生对物体浮沉条件和阿基米德原理、液体压强公式的理解与掌握，虽知识点多，但都属于基础内容，难度不大．