Question

【题目】如图所示，底面积为100cm2的烧杯装水后的总质量为2kg．现将质量0.5kg的木块浸入水中．（g=10N/kg，木块的密度为0.5g/cm3）请你思考回答问题：

（1）木块静止时，所受的浮力为多大？浸在水面下的体积为多少？

（2）烧杯对水平面的压强是多大？

Answer 1

【答案】略

【解析】（1）木块静止时，受竖直向下的重力G，竖直向上的浮力F浮，则它们是一对平衡力，由平衡条件，得：F浮=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N；由阿基米德原理知，木块受的浮力F浮=ρ水gV排，则木块浸在水面下的体积V=V=F浮/ρ水g=5N/1×103kg/m3×10N/kg=5×10-4m3=500cm3；（2）木块浸入水中后，烧杯受竖直向下的重力G'，竖直向上的支持力FN而处于平衡状态，由平衡条件得：FN=G'=（m+m木）g=（2kg+0.5kg）×10N/kg=25N，FN与烧杯对水平面的压力F'N是作用力与反作用力，所以F'N=FN=25N，烧杯与水平面的接触面积S=100cm2=0.01m2，烧杯对水平面的压强P=F′N/S=25N/0.01m2=2.5×103Pa。