Question

如图所示，边长为0.1m的正方体物块在水中保持静止，则物块受到的浮力的________N，水对物块下表面向上的压强是________Pa，水对物块上表面向下的压力是________N，物块的密度是________kg/m³．

Answer 1

9.8    2940    19.6    1×10³
分析：（1）知道正方体物块的边长，求出物块的体积（浸没水中排开水的体积），利用阿基米德原理求物块受到的浮力；
（2）求出物块下表面所处的深度，利用液体压强公式求水对物块下表面向上的压强；
（3）知道物块上表面所处的深度，利用液体压强公式求水对物块上表面向上的压强；求出上表面的面积，利用F=pS求水对物块上表面向下的压力；
（4）知道正方体物块在水中保持静止，即处于悬浮状态，则物块的密度等于水的密度，据此求物块的密度．
解答：
（1）物块的体积：
V=（0.1m）³=0.001m³，
∵物块浸没在水中，
∴V_排=V=0.001m³，
物块受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×0.001m³×9.8N/kg=9.8N；
（2）物块下表面所处的深度：
h_下=0.2m+0.1m=0.3m，
水对物块下表面向上的压强：
p_下=ρ_水gh_下=1×10³kg/m³×9.8N/kg×0.3m=2940Pa；
（3）物块上表面所处的深度：
h_上=0.2m，
水对物块上表面向上的压强：
p_上=ρ_水gh_上=1×10³kg/m³×9.8N/kg×0.2m=1960Pa；
S=0.1m×0.1m=0.01m²，
∵p=，
∴水对物块上表面向下的压力：
F_上=p_上S=1960Pa×0.01m²=19.6N；
（4）由题知正方体物块在水中保持静止，即处于悬浮状态，
则物块的密度：
ρ_物=ρ_水=1×10³kg/m³．
故答案为：9.8；2940；19.6；1×10³．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理、压强定义式、液体压强公式的掌握和运用，利用好条件“正方体物块静止在水中（悬浮）”是本题的关键．