Question

10．將質(zhì)量為0.6kg、邊長(zhǎng)為10cm的質(zhì)量均勻分布木塊，放入如圖所示的盛有水的水槽中，待木塊靜止時(shí)，其下表面距水面的距離為0.06m （ g=10N/kg ），求：
（1）木塊下表面受到的水的壓強(qiáng)是多少？
（2）木塊受到的浮力是多少？
（3）若要將木塊全部浸沒(méi)在水中，需對(duì)木塊施加多大的豎直向下的力？

Answer 1

分析 （1）已知木塊進(jìn)入水的深度，利用p=ρgh求木塊下表面受到水的壓強(qiáng)；
（2）木塊漂浮在水面上，受到的浮力等于其重力，已知質(zhì)量，利用G=mg得到重力；
（3）若要將木塊全部浸沒(méi)在水中，根據(jù)阿基米德原理求出物體受到水的浮力；若使物體全部浸入水中而靜止，則F_浮′=G_木+F，即可求壓力．

解答 解：（1）木塊浸入水的深度h=0.06m，
木塊下表面受到水的壓強(qiáng)：p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa；
（2）待木塊靜止時(shí)處于漂浮，則木塊受到的浮力：F_浮=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N；
（3）木塊全部浸沒(méi)在水中時(shí)，則V_排=V_木=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³；
木塊全部浸沒(méi)時(shí)受到水的浮力：
F_浮′=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-3m³=10N；
根據(jù)力的平衡條件可得：F_浮′=G_木+F，
所以，施加的豎直向下壓力：F=F_浮′-G_木=10N-6N=4N．
答：（1）木塊下表面受到的水的壓強(qiáng)是600Pa；
（2）木塊受到的浮力是6N；
（3）若要將木塊全部浸沒(méi)在水中，需對(duì)木塊施加4N的豎直向下的力．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)物體浮沉條件和阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式的理解與掌握，雖知識(shí)點(diǎn)多，但都屬于基礎(chǔ)內(nèi)容，難度不大．