Question

将物重为4.9N的木块放进水里，木块有一半体积露出水面：（g取10N/kg）
（1）求木块的体积；
（2）若在木块上再放一个铁块，恰好使木块完全没入水中，而铁块刚好在水面上，求铁块的重力；
（3）若将（2）中的铁块挂在木块下面，试通过计算说明能否使木块全部没入水中？

Answer 1

解：（1）F_浮=G_木=4.9N，所以由ρ_水gV_排=4.9N，得
V_排===4.9×10^-4m³
也就是木块体积的一半为4.9×10^-4m³，则木块体积为9.8×10^-4m³．
（2）木块完全进入水中，F_浮′=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×9.8×10^-4m³=9.8N，
也就是木块和铁块一共重9.8N，那么铁块重9.8N-4.9N=4.9N．
（3）假设此时木块全部浸入水中，由（2）知F_浮′=G_木+G_铁，
此时，G_木+G_铁＜F_浮′+F_铁浮，
∴木块不能完全没入水中．
答：（1）求木块的体积为9.8×10^-4m³；
（2）铁块的重力为4.9N．
（3）木块不能完全没入水中．
分析：（1）木块有一半体积露出水面，说明木块漂浮，利用F_浮=G_排=G_物即可求得．
（2）若在木块上再放一个铁块，恰好使木块完全没入水中，而铁块刚好在水面上，此时仍然是漂浮，利用F_浮=G_物可得．
（3）将铁块和木块的重力与其浮力比较即可．
点评：此题考查学生对浮力大小的计算的理解和掌握，从中涉及的计算较多，是一道难题．