Question

3．一边长为0.1m的正方体物体，质量为0.6kg，将其平放在水平地面上时，物体对地面的压强为600Pa．用手将该物体按入盛水的烧杯中浸没到如图所示的位置，此时水对烧杯底部的压强为p₁．则松手后，该物体将上浮（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），最终物体在水中静止后，水对烧杯底部的压强为p₂，则p₂小于 p₁（选填“大于”、“小于”或“等于”）．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）将物块放在水平地面上对地面的压力和自身的重力相等，受力面积为木块的底面积，利用p=$\frac{F}{S}$求出对地面的压强；
（2）求得物块的密度，然后与水的密度比较即可知物体的浮沉情况；
（3）将该物体按入盛水的烧杯中，排开水的体积是物体的体积，松手后，该物体静止时处于漂浮状态，排开水的体积小于物体的体积，由此可知，二者的深度关系，根据p=ρgh分析水对烧杯底部的压强关系．

解答 解：
（1）木块的重力：G_木=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
将物块放在水平地面上时，对地面的压力：F=G_木=6N，
受力面积：S=（0.1m）²=0.01m²，
对地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6N}{0.01{m}^{2}}$=600Pa；
（2）物块的体积V=（0.1m）³=0.001m³，
物块的密度ρ_物=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{0.001{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³，
因为ρ_物＜ρ_水，
所以则松手后，该物体将上浮；
（3）将该物体按入盛水的烧杯中，排开水的体积等于物体的体积，松手后，该物体静止时处于漂浮状态，排开水的体积小于物体的体积；
所以，最终物体漂浮时与物体浸没时相比，排开水的体积减小了，水的深度减小了，即h₂＜h₁；
由p=ρgh可知，水对烧杯底部的压强减小了，即p₂＜p₁．
故答案为：600；上浮；小于．

点评 本题考查了物体浮沉条件和压强公式、密度公式的综合应用，利用好漂浮条件以及知道水平面上物体的压力等于自身的重力是关键．