Question

19．邊長為10厘米的正方體木塊，$\frac{1}{3}$露出水面．
（1）當(dāng)木塊漂浮時，浮力為多少
（2）當(dāng)木塊浸沒水中時，浮力為多少
（3）物體密度．

Answer 1

分析 （1）知道正方體木塊的邊長可以求木塊的體積，再求排開水的體積，又知道水的密度，利用阿基米德原理求木塊受到的浮力．
（2）當(dāng)木塊浸沒水中時，排開水的體積等于木塊的體積，利用阿基米德原理求木塊受到的浮力．
（3）求出來了木塊受到的浮力，根據(jù)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；最后利用密度公式求木塊的密度．

解答 解：（1）木塊的體積V=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³，
木塊$\frac{1}{3}$露出水面時，則V_排1=（1-$\frac{1}{3}$）V=$\frac{2}{3}$×1×10^-3m³≈6.7×10^-4m³，
木塊受到的浮力：
F_浮1=ρ_水gV_排1=1×10³kg/m³×10N/kg×6.7×10^-4m³=6.7N；
（2）當(dāng)木塊浸沒水中時，V_排=V=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³，
則F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-3m³=10N；
（3）由于木塊漂浮在水面上，則木塊受到的重力G=F_浮1=6.7N，
木塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6.7N}{10N/kg}$=0.67kg；
所以，ρ_木=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.67kg}{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.67×10³kg/m³．
答：（1）當(dāng)木塊漂浮時，浮力為6.7N；
（2）當(dāng)木塊浸沒水中時，浮力為10N；
（3）物體密度為0.67×10³kg/m³．

點評 本題考查了密度的計算、重力的計算、漂浮條件、阿基米德原理公式，知識點多，屬于難題．