Question

【題目】如圖甲所示，水平桌面上有一底面積為5.0×10﹣3m2的圓柱形容器，容器中裝有一定量的水，現將一個體枳為6.0×10﹣5m3的物塊（不吸水）放入容器中，物塊漂浮在水面上，浸入水中的體積為總體積的．求：

（1）物塊受到的浮力；

（2）物塊的質量；

（3）如圖乙所示，用力F緩慢向下壓物塊，使其恰好完全浸沒在水中（水未溢出）。此時水對容器底的壓強比物塊被下壓前增加了多少？

Answer 1

【答案】（1）0.45N；
（2）0.045kg；
（3）30Pa；

【解析】

（1）已知浸入水中的木塊體積（排開水的體積），利用阿基米德原理求所受浮力；
（2）由于物塊漂浮在水面上，根據漂浮條件可知物塊的重力，根據G=mg求出質量；
（3）求出物塊完全浸沒在水中和物塊的漂浮時的體積差，已知容器底面積求出水的深度h，根據p=ρgh即可求出水對容器底的壓強增加量。

（1）物塊漂浮在水面上，排開水的體積：，

則物塊受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4.5×10-5m3=0.45N；

（2）由于物塊漂浮在水面上，則物塊的重力：G=F浮=0.45N，

由G=mg可得物塊的質量：；

（3）使物塊恰好完全浸沒在水中，排開水的體積變化量：

△V=V物-V排=6×10-5m3-4.5×10-5m3=1.5×10-5m3，

水的深度變化量（水面上升的高度）：，

水對容器底的壓強增加量：△p=ρg△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.003m=30Pa。

答：（1）物塊受到的浮力大小為0.45N；

（2）物塊的質量為0.045kg；

（3）水對容器底的壓強比物塊被下壓前增加了30Pa。