Question

如图所示，将边长是10cm的实心立方体木块轻轻放入盛满水的大水槽中．待木块静止时，从水槽中溢出了550g水，g取10N/kg，求：
（1）木块静止时受到的浮力大小；
（2）木块的密度；
（3）木块静止时下表面受到的水的压强大小．

Answer 1

分析：（1）已知木块静止时溢出水的质量，则可根据阿基米德原理知道木块受到的浮力；
（2）先算出木块排开水的体积，然后比较木块的体积和排水体积即可知道木块在水中静止时处于漂浮状态，当物体漂浮时F_浮=G，由此我们就可以算出木块的质量，最后根据密度公式即可算出木块的密度；
（3）木块漂浮时水对木块下表面的压力等于木块受到的浮力，所以要算木块下表面受到的水的压强，可根据压强公式P=

F

S

算出．

解答：解：（1）木块排出水的重力：G_排=m_排g=0.55kg×10N/kg=5.5N，
由阿基米德原理可知：F_浮=G_排=5.5N；
（2）木块排开水的体积：V_排水=

m排

ρ水

=

550g

1g/cm3

=550cm³，
木块的体积：V_木=10cm×10cm×10cm=1000cm³，
因为V_排水＜V_木，
所以木块在水中静止时处于漂浮状态，
因为漂浮时浮力等于重力，
则G_木=F_浮，
∵F_浮=G_排，
∴G_木=G_排，则木块的质量：m_木=m_排=550g，
木块的密度：ρ_木=

m木

V木

=

550g

1000cm3

=0.55g/cm³；
（3）木块下表面受到的压力等于木块受到的浮力，
所以木块下表面受到水的压强：p=

F

S

=

5.5N

0.1m×0.1m

=550Pa．
答：（1）木块受到的浮力是5.5N．
（2）木块的密度是0.55g/cm³．
（3）木块下表面受到水的压强是550Pa．

点评：本题综合考查了学生对浮力知识、密度知识、压强知识的掌握和了解．其中在计算第（3）问时，也可以先根据木块的排水体积（浸入水中体积）和木块底面积算出木块浸入水中的长度，然后根据液体压强公式P=ρgh就可以算出木块下表面受到水的压强．