Question

【题目】如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体枳为6.0×10﹣5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为总体积的．求：

（1）物块受到的浮力；

（2）物块的质量；

（3）如图乙所示，用力F缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）。此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少？

Answer 1

【答案】（1）0.45N；
（2）0.045kg；
（3）30Pa；

【解析】

（1）已知浸入水中的木块体积（排开水的体积），利用阿基米德原理求所受浮力；
（2）由于物块漂浮在水面上，根据漂浮条件可知物块的重力，根据G=mg求出质量；
（3）求出物块完全浸没在水中和物块的漂浮时的体积差，已知容器底面积求出水的深度h，根据p=ρgh即可求出水对容器底的压强增加量。

（1）物块漂浮在水面上，排开水的体积：，

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

（2）由于物块漂浮在水面上，则物块的重力：G=F浮=0.45N，

由G=mg可得物块的质量：；

（3）使物块恰好完全浸没在水中，排开水的体积变化量：

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

水的深度变化量（水面上升的高度）：，

水对容器底的压强增加量：△p=ρg△h=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.003m=30Pa。

答：（1）物块受到的浮力大小为0.45N；

（2）物块的质量为0.045kg；

（3）水对容器底的压强比物块被下压前增加了30Pa。