Question

將實心正方體輕輕放入已側(cè)放置且水已滿的大燒杯中內(nèi)，該木塊的質(zhì)地均勻，邊長為5cm，待木塊靜止時，從杯中溢出75g水，如圖所示，求：
（1）木塊受到的浮力
（2）木塊的密度
（3）木塊下表面距水面的高度
（4）水對木塊下表面的壓強和壓力
（5）通過以上計算你有了什么發(fā)現(xiàn)？（取 g=10N/kg）．

Answer 1

（1）木塊所受的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.075㎏×10N/㎏=0.75N；
（2）∵木塊漂浮，
∴F_木浮=G_排=G_物．
∴m_排=m_木=75g
V=a³=（5cm）³=125cm³，
ρ_木=

m

V

=

75g

125cm3

=0.6g/cm³=0.6×10³kg/m³．
（3）木塊下表面受到的壓力F_上=F_木浮=0.75N，
受力面積S=a²=（5cm）²=25cm²=0.0025m²，
木塊下表面受到的壓強p=

F

S

=

0.75N

0.0025m2

=300Pa．
∵p=ρgh，
∴木塊下表面距水面的高度h=

p

ρ水g

=

300Pa

1.0×103kg/m3×10N/kg

=0.03m=3cm．
（4）木塊下表面受到的壓力F_下=F_木浮=0.75N，
受力面積S=a²=（5cm）²=25cm²=0.0025m²，
木塊下表面受到的壓強p=

F下

S

=

0.75N

0.0025m2

=300Pa．
答：（1）木塊受到的浮力為0.75N；
（2）木塊的密度為0.6×10³kg/m³．
（3）木塊下表面距水面的高度為3cm
（4）水對木塊下表面的壓強為300Pa；壓力為0.75N；
（5）通過以上計算發(fā)現(xiàn)杯中溢出的水的重力等于木塊所受的浮力也等于木塊下表面受到的壓力．