Question

將一方形木塊放入盛水容器中，木塊體積的

2

3

浸入水中，此時木塊排開的水重是3N，則木塊受到的浮力是

 

N，木塊的密度是

 

kg/m³，再在木塊上放一鐵塊，剛好使木塊全部浸入水中，如圖所示，則放在木塊上方的鐵塊重為

 

N，此時，木塊受到的浮力為

 

N．

Answer 1

分析：（1）知道排開水重，利用阿基米德原理可以求木塊受到的浮力，再根據F_浮=ρgV_排求出排開水的體積，進一步求出木塊的體積；
（2）物體漂浮時受到的浮力和自身的重力相等，根據F_浮=ρ_水gV_排=G=ρ_木Vg求出木塊的密度；
（3）在木塊上放一鐵塊，剛好使木塊全部浸入水中，根據F_浮=ρgV_排求出此時木塊受到的浮力，利用鐵塊重加上木塊重等于木塊受浮力求鐵塊重．

解答：解：（1）由阿基米德原理可得，木塊受到的浮力：
F_浮=G_排=3N，
∵F_浮=ρgV_排，且V_排=

2

3

V，
∴木塊的體積：
V=

3

2

V_排=

3

2

×

F浮

ρ水g

=

3

2

×

3N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=4.5×10^-4m³；
（2）∵木塊漂浮，V_排=

2

3

V，
∴F_浮=ρ_水gV_排=G=ρ_木Vg，
∴ρ_木=

2

3

ρ_水=

2

3

×1×10³kg/m³≈0.67×10³kg/m³；
（3）在木塊上放一鐵塊，剛好使木塊全部浸入水中時，木塊受到的浮力：
F_浮′=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4.5×10^-4m³=4.5N，
∵G_鐵+G_木=F_浮′，
∴木塊受到的浮力：
G_鐵=F_浮′-G_木=4.5N-3N=1.5N．
故答案為：3，0.67×10³；1.5；4.5．

點評：本題考查知識點比較多，密度的計算，浮力的計算及其公式變形，屬于難題．