Question

2．如图所示，把一个边长为10cm的正方体木块放入水中，静止时，木块有$\frac{3}{5}$的体积浸入水中（g取10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³），求：
（1）此时木块受到的浮力是多少？
（2）木块下表面受到水的压强是多少？
（3）木块的密度是多少？

Answer 1

分析 （1）已知木块边长，可以得到体积；已知木块排开水的体积，可以得到木块受到的浮力；
（2）已知木块边长和浸在水中的长度，可以得到下表面受到水的压强；
（3）已知木块排开水的体积与本身体积关系，根据漂浮特点列出方程求解木块密度．

解答 解：
（1）木块的体积为a³=（0.1m）³=10^-3_m3，
木块排开水的体积为V_排=$\frac{3}{5}$×10^-3_m3=0.6×10^-3_m3，
木块受到的浮力为F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.6×10^-3_m3=6N；
（2）木块浸入水中的深度为h=$\frac{3}{5}$a×0.1m=0.06m，
木块底部受到水的压强为p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa；
（3）因为木块漂浮，
所以G_木=F_浮，
因为G=mg、ρ=$\frac{m}{V}$，
所以，ρ_木gV_木=6N，
即ρ_木×10N/kg×1×10^-3_m3=6N，
解得：ρ_木=0.6×10³kg/m³．
答：（1）此时木块受到的浮力是6N；
（2）木块下表面受到水的压强是600Pa；
（3）木块的密度是0.6×10³kg/m³．

点评 此题考查的是阿基米德原理、物体浮沉条件及液体压强的计算，是一道力学综合题，计算环节不复杂，属于基础题．