Question

15．如圖所示，將邊長為5cm的實心正方體木塊輕輕地放入裝滿水的溢水杯中，木塊靜止時，從杯中溢出水的質(zhì)量為0.1kg（g取10N/kg）．求：
（1）木塊受到的浮力；
（2）木塊的密度；
（3）木塊下底面受到水的壓強(qiáng)．

Answer 1

分析 （1）知道溢出水質(zhì)量，利用重力公式求木塊排開水的重力，再根據(jù)阿基米德原理求木塊受到的浮力；
（2）知道正方體木塊的邊長求出木塊的體積；根據(jù)漂浮條件求出木塊重，進(jìn)而求出木塊的質(zhì)量；最后利用密度公式求木塊的密度；
（3）根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因（物體上下表面產(chǎn)生的壓力差），求出下表面受到的壓力，再根據(jù)壓強(qiáng)公式求木塊下表面受到的水的壓強(qiáng)．

解答 解：
（1）木塊受到的浮力：F_浮=G_排=m_排g=0.1kg×10N/kg=1N；
（2）正方體木塊的體積：V_木=（0.05m）³=1.25×10^-4m³，
因為木塊漂浮，
所以G_木=F_浮=1N，
因為G_木=m_木g=ρ_木V_木g，
所以木塊的密度：
ρ_木=$\frac{G}{g{V}_{木}}$=$\frac{1N}{10N/kg×1.25×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³；
（3）由于木塊漂浮，根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知，木塊下表面受到的水的壓力：F=F_浮=1N，
木塊的底面積S=（0.05m）²=0.0025m²，
木塊下表面受到的水的壓強(qiáng)：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{1N}{0.0025{m}^{2}}$=400Pa．
答：（1）木塊受到的浮力為1N；
（2）木塊的密度為0.8×10³kg/m³；
（3）木塊下表面受到的水的壓強(qiáng)為400Pa．

點評 本題考查了學(xué)生對密度公式、重力公式、阿基米德原理、壓強(qiáng)公式的掌握和運用，雖難度不大，但知識點多、綜合性強(qiáng)．