Question

学了浮力知识后，几乎所有的同学对木块一定能浮在水面上深信不疑，唯独小峰同学对此还有疑问，经过一番争论后，他找来一些器材做起了实验，他将一个边长为10cm，密度为0.6×10³kg/m³的正方体木块放入水槽中，向水槽中倒入5cm深的水，已知木块有一半的体积浸入水中．
（1）请你计算木块的重力；
（2）通过计算浮力，比较判断木块是否能浮起来？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知木块的边长可求得其体积，密度已知，可求得其质量，然后再利用G=mg可求得木块的重力．
（2）根据物体的浮沉条件，F_浮=ρ_水gV_排求出浮力，根据木块的密度和体积求出木块的重力，然后比较即可，若浮力大于重力，则漂浮，若浮力小于重力，则下沉．
解答：解：（1）V=10cm×10cm×10cm=1000cm³=1×10^-3m³，
∵ρ=，
∴m=ρV=0.6×10³kg/m³×1×10^-3m³=0.6kg
则木块的重力G=mg=0.6kg×9.8N/kg=5.88N；
（2）已知正方体木块边长为10cm，则其体积为V_物=1×10^-3 m³，V_排=V_物=×1×10^-3m³=0.5×10^-3m³
则 F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×0.5×10^-3m³×9.8N/kg=4.9N，
已经求得G_木=5.88N，
因为F_浮＜G_木，所以不是漂浮．
故此时木块不能浮起来．
答：（1）木块的重力为5.88N；
（2）通过计算浮力可知，此时木块不能浮起来．
点评：此题涉及到阿基米德原理，液体压强的计算，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．