Question

9．密度为0.7×10³kg/m³，边长为l0cm的正方形木块，静止在水面上，求：
（1）木块的质量是多少？
（2）木块所受的重力；
（3）木块全部浸入水时受到的浮力；
（4）在木块上表面至少要加多大的力才能使木块全部浸入水中．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）（2）知道木块的边长，求出木块的体积，根据密度公式可求木块的质量和重力公式求出木块重；
（3）求出了木块重，利用漂浮条件求木块受到的浮力；
（4）知道木块体积（全浸入排开水的体积），根据阿基米德原理求出此时木块受到的浮力，木块全部浸入水中时，木块受到的浮力等于木块重力与竖直向下的压力之和，据此求需要的压力

解答 解：（1）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，木块质量：
m_木=ρ_木V_木=0.7×10³kg/m³×（0.1m）³=0.7kg；
（2）木块的重力：
G_木=m_木g=0.7kg×10N/kg=7N；
（3）木块全浸入时受到水的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=ρ_水V_木g=1.0×10³kg/m³×（0.1m）³×10N/kg=10N；
（4）在木块上表面至少要加多大的力，木块受重力、压力和浮力，
由力的分析得，F_浮=F_压+G_木，
所以，F_压=F_浮-G_木=10N-7N=3N．
答：（1）木块的质量是0.7kg；
（2）木块所受的重力是7N；
（3）木块全部浸入于时受到的浮力是10N；
（4）在木块上表面至少要加3N的力才能使木块全部浸入水中．

点评 本题考查浮力的计算（阿基米德原理、漂浮条件）和力的合成，对木块进行受力分析是本题的关键．