Question

如圖甲所示，把邊長為0.1m的正方體木塊放入水中，靜止時有2/5的體積露出水面，然后在其上表面放一塊底面積為2.0×10^-3m²的小柱體，如圖乙所示，靜止時方木塊剛好能全部浸入水中．（g=10N/kg）求：
（1）甲圖中木塊受到的浮力？
（2）木塊的密度？
（3）小柱體放在木塊上面時對木塊的壓強？

Answer 1

【答案】分析：（1）在甲圖中，木塊漂浮，受到的浮力等于在木塊水中的體積排開水的重力，根據(jù)浮力公式可求甲圖中木塊受到的浮力．
（2）木塊漂浮時受到的浮力等于自身的重力，已知浮力可求木塊的質(zhì)量，根據(jù)密度公式可求木塊的密度．
（3）放上小柱體后，木塊完全浸沒，說明小柱體的重力等于木塊2/5的體積產(chǎn)生的浮力，根據(jù)浮力公式求出此時的浮力也就是小柱體的重力，小柱體對木塊的壓力等于自身的重力，根據(jù)壓強公式可求對木塊的壓強．
解答：解：（1）甲圖中木塊受到的浮力F_浮甲=ρ_水gV_木=1000kg/m³×10N/kg××（0.1m）³=6N．
答：甲圖中木塊受到的浮力為6N．
（2）木塊漂浮時浮力等于自身的重力，F(xiàn)_浮甲=G_木=m_木g，
所以m_木===0.6kg，
木塊的密度ρ===0.6×10³kg/m³．
答：木塊的密度為0.6×10³kg/m³．
（3）小柱體的重力等于木塊2/5的體積產(chǎn)生的浮力，G=F_浮=ρ_水gV_木=1000kg/m³×10N/kg××（0.1m）³=4N，
小柱體對木塊的壓力等于自身的重力，F(xiàn)=G=4N，
對木塊的壓強P===2000Pa．
答：對木塊的壓強為2000Pa．
點評：本題考查浮力、重力、密度、壓強等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是求小柱體對木塊的壓力，本題考查知識點較多，實際是考查對物理知識綜合應(yīng)用的能力．