Question

【题目】如图所示，底面积为160cm2的圆柱形容器装入足量的水，将密度为0.4×103kg/m3的木块放入水中漂浮时，木块浸入水中部分的体积为8×10-4m3，则

（1）木块在水中受到的浮力为多大？

（2）木块的质量为多大？

（3）若将木块浸入水中的这部分体积切去后再投入水中，水对容器底部的压强变化了多少？（与木块未切时比较）

Answer 1

【答案】200Pa

【解析】（1）木块浸没的体积为V排=V=8×10-4m3，则受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N．

（2）木块漂浮在水面上，浮力等于重力，即G=8N，木块的质量为： ；

（3）木块的体积为： ，

切去木块的重力为：m'=ρgV排=0.4×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=3.2N；

由于木块的密度小于水的密度，切去一部分后，剩余部分仍将漂浮，漂浮时浮力等于重力，则切去一部分后收到的浮力比未切之前减少了3.2N；

由阿基米德原理可知，切去后，物体少排开了3.2N的水，则少排开水的体积为： ，

则水面下降的高度为，

则变化的压强为：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa．

答：（1）木块在水中受到的浮力为8N；（2）木块的质量为0.8kg；（3）若将木块浸入水中的这部分体积切去后再投入水中，水对容器底部的压强变化了200Pa．