Question

如图甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有2/5的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积为2.0×10^-3m²的小柱体，如图乙所示，静止时方木块刚好能全部浸入水中．（g=10N/kg）求：
（1）甲图中木块受到的浮力？
（2）木块的密度？
（3）小柱体放在木块上面时对木块的压强？

Answer 1

【答案】分析：（1）在甲图中，木块漂浮，受到的浮力等于在木块水中的体积排开水的重力，根据浮力公式可求甲图中木块受到的浮力．
（2）木块漂浮时受到的浮力等于自身的重力，已知浮力可求木块的质量，根据密度公式可求木块的密度．
（3）放上小柱体后，木块完全浸没，说明小柱体的重力等于木块2/5的体积产生的浮力，根据浮力公式求出此时的浮力也就是小柱体的重力，小柱体对木块的压力等于自身的重力，根据压强公式可求对木块的压强．
解答：解：（1）甲图中木块受到的浮力F_浮甲=ρ_水gV_木=1000kg/m³×10N/kg××（0.1m）³=6N．
答：甲图中木块受到的浮力为6N．
（2）木块漂浮时浮力等于自身的重力，F_浮甲=G_木=m_木g，
所以m_木===0.6kg，
木块的密度ρ===0.6×10³kg/m³．
答：木块的密度为0.6×10³kg/m³．
（3）小柱体的重力等于木块2/5的体积产生的浮力，G=F_浮=ρ_水gV_木=1000kg/m³×10N/kg××（0.1m）³=4N，
小柱体对木块的压力等于自身的重力，F=G=4N，
对木块的压强P===2000Pa．
答：对木块的压强为2000Pa．
点评：本题考查浮力、重力、密度、压强等的计算，关键是公式及其变形的灵活运用，难点是求小柱体对木块的压力，本题考查知识点较多，实际是考查对物理知识综合应用的能力．