Question

学习了浮力知识后，大部分同学都对木块能浮在水面上深信不疑，唯独小东同学对此还有疑问，经过一番争论后，他找来一些器材做起了实验…
（1）他将重6N边长为10cm正方体木块放入水槽中，然后加入5cm深的水，结果发现木块仍沉在水底，并没有浮起来，请你帮小东计算一下，此时木块受到的浮力多大？
（2）小东继续往水槽内加水，木块终于浮起来了，最后静止在水面上．请你算一算，水槽中的水加至多深时，木块开始上浮？（g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）根据题意求出排开水的体积，根据阿基米德原理求出木块受到的浮力；
（2）根据物体的浮沉条件可知，当物体受到的浮力等于自身的重力时木块开始上浮，根据阿基米德原理求出排开水的体积，进一步求出求出水的深度．

解答：解：（1）已知正方体木块边长为10cm，
当加入5cm深的水时，V_排=10cm×10cm×5cm=500cm³=5×10^-4m³，
则 F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-4m³=5N；
（2）当F_浮=G=6N时，木块开始上浮，
则h=

F浮

ρ水gS

=

6N

1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m2

=0.06m=6cm．
答：（1）此时木块受到的浮力为5N；
（2）水槽中的水加至6cm深时，木块开始上浮．

点评：本题涉及到阿基米德原理计算、物体的浮沉条件及其应用等知识点，综合性较强，而且有一定的拔高难度，此题的关键是学生明确因为水的深度不够，造成排开水的重力小于木块的重力，所以木块不能漂浮在水面上．