Question

密度為0.6×10³kg/m³，邊長為l0cm的正方形木塊，靜止在水面上，求：
（1）木塊所受的重力；
（2）木塊受到的浮力；
（3）在木塊上表面至少要加多大的力才能使木塊全部浸入水中．（g取10N/kg）

Answer 1

解：（1）木塊重：
G_木=m_木g=ρ_木v_木g=0.6×10³kg/m³×（0.1m）³×10N/kg=6N，
（2）∵木塊漂浮，
∴木塊受到的浮力：
F_浮=G_木=6N，
（3）木塊全浸入時受到水的浮力：
F_浮′=ρ_水v_排g=ρ_水v_木g=1×10³kg/m³×（0.1m）³×10N/kg=10N，
∵F_浮′=F_壓+G_木，
∴F_壓=F_浮′-G_木=10N-6N=4N．
答：（1）木塊所受的重力為6N；
（2）木塊受到的浮力為6N；
（3）在木塊上表面至少要加4N的力才能使木塊全部浸入水中．
分析：（1）知道木塊的邊長，求出木塊的體積，根據密度公式和重力公式求出木塊重；
（2）求出了木塊重，利用漂浮條件求木塊受到的浮力；
（3）知道木塊體積（全浸入排開水的體積），根據阿基米德原理求出此時木塊受到的浮力，木塊全部浸入水中時，木塊受到的浮力等于木塊重力與豎直向下的壓力之和，據此求需要的壓力．
點評：本題考查浮力的計算（阿基米德原理、漂浮條件）和力的合成，對木塊進行受力分析是本題的關鍵．