Question

9．一根木头重为20N，漂浮在水面上，若对它施加20N的压力，它刚好浸没于水中，求（g取10N/kg）
（1）木头的质量；
（2）木头的体积；
（3）木头的密度．

Answer 1

分析 （1）根据G=mg求出木头的质量；
（2）对刚好浸没的木头进行受力分析，若对它施加20N的压力，它刚好浸没于水中，此时浮力等于其重力加上20N的压力，然后利用F_浮=ρ_水gV_排变形可求得木块排开水的体积，即为木块的体积；
（3）根据ρ=$\frac{m}{V}$求出木头的密度

解答 解：（1）木头的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{20N}{10N/kg}$=2kg；
（2）若对它施加20N的向下压力，它刚好浸没于水中，
所以，此时浮力：F_浮=G+F=20N+20N=40N，
由F_浮=ρ_水gV_排可得，排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{40N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-3m³，
因为此时木块全部浸没，所以V_物=V_排=4×10^-3m³，
（3）木头的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{2kg}{4×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.5×10³kg/m³．
答：（1）木头的质量为2kg；
（2）木头的体积为4×10^-3m³；
（3）木头的密度为0.5×10³kg/m³．

点评 本题考查质量、密度和浮力的计算，关键是考查公式的灵活运用．同时还要知道漂浮在液面上的物体所受浮力等于其重力．