Question

一木块体积为100cm³，密度为0.6×10³kg/m³，取g=10N/kg求：
（1）当用手把它全部按入水中时，木块受到浮力多大？
（2）松手后，木块上浮直至漂浮在水面上静止时，露出水面的体积有多大？
（3）木块漂浮时受到的浮力为多大？

Answer 1

解：（1）木块全浸入水中时，v_排=v=100cm³=1×10^-4m³，
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-4m³=1N；
（2）木块受到的重力：
G=mg=ρ_木vg=0.6×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-4m³=0.6N；
∵木块漂浮在水面上，
∴木块受到的浮力：
F′_浮=G=0.6N，
即：ρ_水gV′_排=1×10³kg/m³×10N/kg×v_排′=0.6N；
∴v_排′=0.6×10^-4m³，
此时木块露出水面的体积：
v_露=1×10^-4m³-0.6×10^-4m³=0.4×10^-4m³，
（3）由（2）知，木块受到的浮力：
F′_浮=G=0.6N．
答：（1）当用手把它全部按入水中时，木块受到浮力1N；
（2）松手后，木块上浮直至漂浮在水面上静止时，露出水面的体积为0.4×10^-4m³；
（3）木块漂浮时受到的浮力为0.6N．
分析：（1）把木块全部按入水中时，知道排开水的体积和水的密度，利用阿基米德原理求木块受到的浮力．
（2）知道木块的体积和密度，利用密度公式和重力公式求木块重，根据漂浮条件求木块受到的浮力；知道了浮力，利用阿基米德原理求排开水的体积（木块浸入水的体积），从而求出露出水面的体积．
（3）根据漂浮条件求木块受到的浮力．
点评：本题考查了密度的计算、重力的计算、漂浮条件、阿基米德原理及变形公式，知识点多，属于难题．