Question

漂浮在水面上的木塊，其體積為100cm³，靜止時有體積露在水面上，（g=10N/kg）求：
（1）木塊受到的浮力是多少？
（2）木塊的密度是多少？
（3）若在木塊頂部放一個鐵塊，恰好能使木塊全部浸沒在水中，那么小鐵塊多重？

Answer 1

【答案】分析：（1）求出木塊排開水的體積，利用阿基米德原理求木塊受到水的浮力；
（2）求出了木塊受到水的浮力，利用漂浮條件求木塊受到的重力，再利用重力公式求木塊的質(zhì)量，又知道木塊的體積，利用密度公式求木塊的密度；
（3）若在木塊頂部放一個鐵塊，恰好能使木塊全部浸沒在水中，求出此時木塊受到水的浮力；因為木塊和鐵塊漂浮，利用F_浮′=G_木+G_鐵求鐵塊重．
解答：解：（1）由題知，木塊排開水的體積：
v_排=v_木=×100×10^-6m³=8×10^-5m³，
木塊受到水的浮力：
F_浮=ρ_水gv_排=1×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-5m³=0.8N；
（2）∵木塊漂浮在水面上
∴木塊受到的重力：
G=F_浮=0.8N，
木塊的質(zhì)量：
m===0.08kg，
木塊的密度：
ρ_木===0.8×10³kg/m³；
（3）木塊完全進入水中，
F_浮′=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×100×10^-6m³=1N，
∵F_浮′=G_木+G_鐵，
∴鐵塊重：
G_鐵=F_浮′-G_木=1N-0.8N=0.2N．
答：（1）木塊所受浮力大小為0.8N；
（2）木塊的密度0.8×10³kg/m³；
（3）鐵塊重0.2N．
點評：本題為力學綜合題，考查了學生對密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮條件的掌握和運用，計算時注意單位統(tǒng)一，1cm³=1×10^-6m³．