Question

如圖甲，底面積是0.01m²，高0.2m的長方體木塊靜止放置在水平地面，質量為1.2kg．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）
（1）木塊受到的重力是多少？
（2）木塊對地面的壓強是多少？
（3）把木塊放在水中，靜止時如圖乙，請畫出木塊豎直方向上受到力的示意圖，并求木塊排開水的體積．

Answer 1

解：（1）知道該木塊的質量是1.2g，所以其重力是G=mg=1.2kg×10N/kg=12N；
（2）木塊放在水平地面上，其壓力等于自身的重力，故F=G=12N；其底面積是：S=0.01m²
所以P===1200Pa；
（3）當正方體木塊漂浮在水中時，木塊受到的浮力方向豎直向上，大小等于重力的大小，作用點在木塊重心上．
如右圖所示：
由于漂浮，F_浮=G=12N；
所以據F_浮=G_排=ρ_水gv_排可知：
v_排===1.2×10^-3m³；
答：（1）木塊受到的重力是12N；（2）木塊對地面的壓強是1200Pa；（3）木塊排開水的體積是1.2×10^-3m³；力的示意圖如右圖；
分析：（1）知道長方體的質量，而后利用G=mg進行計算即可；
（2）知道木塊的底面積，而后利用公式P=計算即可；
（3）浮力的方向是豎直向上的，重力的方向是豎直向下的，據條件做出力的示意圖即可；
據漂浮條件可知，可以計算出木塊的浮力；而后據阿基米德原理可以計算出排開液體的體積．
點評：能熟練的利用G=mg、壓強的計算公式和阿基米德原理是解決該題的關鍵．