Question

长方体物体A的底面积为1×10^-2米²、高为5×10^-2米，将其浸没在水中并松手后，物体恰在水中静止，如图（a）所示．将其浸入盐水中，物体静止在如图（b）所示的位置．求：
（1）物体在水中所受的浮力．
（2）物体所受的重力．
（3）物体在盐水中静止时下表面所受盐水的压强．

Answer 1

解：（1）∵物体完全浸没，则：
V_排=1×10^-2m²×5×10^-2m=5×10^-4m³，
∴根据阿基米德原理得受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-4m³=5N，
（2）∵物体恰在水中处于悬浮，
∴物体的重力G=F_浮=5N；
（3）∵物体在盐水中静止时处于漂浮，
∴F_浮′=G=5N；
∵F_浮′=F_向上=p_向上S，
∴p_向上===500Pa．
答：（1）物体在水中所受的浮力为5N．
（2）物体所受的重力为5N．
（3）物体在盐水中静止时下表面所受盐水的压强为500Pa．
分析：物体完全浸没时受到的浮力可通过阿基米德原理求出，再根据浮沉条件可判断物体所受的重力．
物体在盐水中静止时根据漂浮条件可知浮力的大小，根据浮力的产生原因可求下表面所受盐水的压强．
点评：浮力公式的计算与浮沉条件的运用是此题考查的主要知识．