Question

一個棱長為20cm、密度為0.5×10³kg/m³的正方體木塊漂浮在水面上，將它勻速壓入水中，木塊完全浸沒在水中后，繼續(xù)向下壓木塊，使其勻速運動了4m，求木塊完全浸沒在水中后壓力做了多少功？

Answer 1

解：正方體木塊棱長為20cm、密度為0.5×10³kg/m³，
則木塊的體積為：V_木=a³=（20cm）³=8000cm³=8×10^-3m³，
木塊重力：G_木=m_木g=ρ_木V_木g=0.5×10³kg/m³×8×10^-3m³×10N/kg=40N；
由阿基米德原理得：
木塊完全浸沒在水中后，受到的浮力F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_木=1×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-3m³=80N．
所以，需要施加的力為F=F_浮-G_木=80N-40N=40N．
所以壓力做功為W=Fs=40N×4m=160J．
答：壓力做功160J．
分析：（1）已知密度和邊長（體積），先求出物體重力，利用阿基米德原理計算浸在水中后受到的浮力；
（2）計算它浸入水中時應施加的力；
（3）利用W=Fs=計算壓力做的功．
點評：本題難度不大，運用的知識點多，公式多，需要學生熟知知識的基礎上，靈活的運用公式計算．