Question

如圖所示，質量為1.2kg的木塊浮在水面上靜止不動，（g取10N/kg）求：

（1）這時木塊受到的浮力是多大？
（2）此時木塊浸在水中的體積為多少？
（3）該木塊體積是2×10^-3m³，要使木塊剛好浸沒在水中，至少需要多大的力向下壓木塊？

Answer 1

（1）木塊受到的重力：
G=mg=1.2kg×10N/kg=12N，
∵木塊漂浮，
∴木塊受到的浮力：F_浮=G=12N；
（2）∵F_浮=ρ_水v_排g，
∴木塊浸在水中的體積（排開水的體積）
v_浸=v_排=

F浮

ρ水g

=

12N

1×103kg/m3×10N/kg

=1.2×10^-3m³；
（3）木塊剛好浸沒在水中時，木塊受到的浮力：
F_浮′=ρ_水v_排′g=ρ_水v_木g=1×10³kg/m³×2×10^-3m³×10N/kg=20N，
∵F_浮=F_壓+G_木，
∴至少對木塊施加的壓力：
F_壓=F_浮′-G_木=20N-12N=8N．
答：（1）這時木塊受到的浮力是12N；
（2）此時木塊浸在水中的體積為1.2×10^-3m³；
（3）至少需要8N的力向下壓木塊．