Question

體積為 8.0×10^-3m³的正方體木塊，投人如圖所示裝有水的容器中，靜止后露出水面的高度為 0.08m，容器的底面積為 0.10m²（取 g=10N/kg）求：
（1）木塊所受到的浮力；
（2）投入木塊后容器底部增加的壓強(qiáng)；
（3）若將此木塊投入某種液體中，木塊露出的高度為10m，求這種液體的密度．

Answer 1

解：（1）木塊的邊長：
a==0.2m，
木塊排開水的體積：
V_排=a²（a-h₁）=（0.2m）²×（0.2m-0.08m）=4.8×10^-3m³，
木塊受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4.8×10^-3m³=48N；
（2）水面上升高度：
h₂===4.8×10^-2m，
增加的壓強(qiáng)：
p=ρ_水gh₂=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4.8×10^-2m=480Pa；
（3）露出液面高度為h₃=10cm=0.1m，木塊排開液體的體積：
V_排′=a²（a-h₃）=（0.2m）²×（0.2m-0.1m）=4×10^-3m³，
∵木塊漂浮，浮力等于木塊重力，為48N：
F_浮′=G，
即：ρ_液gV_排′=G，
ρ_液===1.2×10³kg/m³．
答：（1）木塊受到的浮力為48N；
（2）投入木塊后，容器底增加的壓強(qiáng)為480Pa；
（3）這種液體的密度1.2×10³kg/m³．
分析：（1）知道正方體木塊的體積可求木塊的邊長，進(jìn)而求出木塊排開水的體積，根據(jù)阿基米德原理求木塊受到的浮力；
（2）求出木塊排開水的體積，可求水面上升的高度，利用壓強(qiáng)公式求液體對容器底增加的壓強(qiáng)；
（3）求出木塊排開液體的體積，由于木塊漂浮，F(xiàn)_浮′=G，即ρ_液gV_排′=G，據(jù)此求出液體密度大�。�
點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對阿基米德原理、液體壓強(qiáng)公式、物體的漂浮條件的掌握和運(yùn)用，靈活運(yùn)用體積公式是本題的關(guān)鍵．