Question

15．將質(zhì)量為3kg、底面積為500cm²、高10cm的長(zhǎng)方體木塊，放入盛有水的水槽中，如圖所示，待木塊靜止時(shí)，其上表面距水面0.04m，g取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）要想使木塊全部浸入水中，至少要施加多大的壓力？

Answer 1

分析 （1）求出木塊下表面距離水面的深度，根據(jù)p=ρgh求出下表面受到水的壓強(qiáng)；
（2）根據(jù)物體漂浮條件求出木塊受到的浮力．
（3）求出物體的體積，即木塊全部浸入水中時(shí)排開(kāi)水的體積，利用阿基米德原理求物體受到水的浮力；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）木塊下表面距水面的深度：h=0.1m-0.04m=0.06m，
木塊下表面受到水的壓強(qiáng)：p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa；
（2）木塊漂浮在水面上，則木塊受到的浮力：F_浮=G_物=m_物g=3kg×10N/kg=30N．
（3）木塊全部浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積：V_排=V=Sh′=500cm²×10cm=5000cm³=5×10^-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×5×10^-3m³=50N；
因?yàn)镕_浮′=G_木+F，
所以施加的壓力：F=F_浮′-G_木=50N-30N=20N．
答：（1）木塊下表面受到水的壓強(qiáng)為600Pa；
（2）木塊受到的浮力為30N．
（3）要想使木塊全部浸入水中，至少要施加20N的壓力．

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．