Question

有一个体积为800cm³、重为6N的木块浮在水面上，如图所示．（取g=10N/kg）问：
（1）木块露出水面的体积是多大？
（2）若在木块的上方施加一个竖直向下的力F，当F为多大时，木块能全部没入水中？

Answer 1

解（1）因为木块漂浮在水面上，则有：F_浮=G=6N，
根据F_浮=G_排=ρ_水gV_排可得V_排===6×10^-4m³=600cm³，
则木块露出水面的体积V_露=V-V_排=800cm³-600cm³=200cm³．
（2）当木块全部没入水中时，受到的浮力为F_浮′=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×800×10^-6m³=8N，
则施加竖直向下的力F=F_浮′-G=8N-6N=2N．
答：（1）木块露出水面的体积是200cm³；
（2）当施加竖直向下的力为2N时，木块能全部没入水中．
分析：（1）由于木块漂浮在水面上，故浮力等于重力，再根据F_浮=G_排=ρ_水gV_排求出木块排开水的体积，则就可以得出露出水面的体积；
（2）当木块全部没入水中时，其受到的浮力增大，则竖直向下的压力就等于此时木块受到的浮力与重力之差．
点评：该题考查了阿基米德原理公式的应用以及物体受力情况的分析，属于一个中档题．