Question

【題目】學了浮力知識后，幾乎所有的同學對木塊一定能浮在水面上深信不疑，唯獨小峰同學對此還有疑問，經過一番爭論后，他找來一些器材做起了實驗…

（1）他將一個邊長為10cm，密度為0.6×103kg/m3的正方體木塊放入水槽中，然后加入5cm深的水，請你通過計算，判斷木塊是否能浮起來．

（2）繼續向水槽內加水，直至水深為10cm，此時木塊能浮在水面上嗎？這時水對槽底的壓強有多大？

Answer 1

【答案】（1）木塊不能浮起來；（2）1000Pa．

【解析】

（1）根據物體的浮沉條件，F浮=ρ水gV排求出浮力，根據木塊的密度和體積求出木塊的重力，然后比較即可，若浮力大于重力，則漂浮；
（2）繼續向水槽內加水，利用木漂浮時 F浮=G木，求出浸入水的體積，然后可求出浸入水的深度h，將h與10cm比較即可，若小于10cm，則能漂浮，否則不能；再根據液體壓強公式p=ρgh即可求出水對槽底的壓強。

（1）已知正方體木塊邊長為10cm，則其體積為V物=10cm×10cm×10cm=1×10-3 m3，當加入5cm深的水時，V排=10cm×10cm×5cm=500cm3=5×10-4m3，則F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×5×10-4m3×9.8N/kg=4.9N，G木=mg=ρgV=0.6×103kg/m3×9.8N/kg×1×10-3 m3=5.88N，因為F浮＜G木，所以不是漂浮，此時木塊不能浮起來；

（2）如果木塊漂浮時 F浮=G木，則 ρ水gV排=ρ木gV，，浸入水的深度h為，因為10cm＞6cm，所以此時木塊能浮在水面上，這時水對槽底的壓強p=ρgh=0.1m×1000kg/m3×10N/kg=1000Pa。