Question

【题目】如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的 （g取10N/kg）．

（1）求木块所受到的浮力大小；
（2）若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；
（3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力．

Answer 1

【答案】
（1）解：因为木块漂浮在水面上，

所以木块受到的浮力：F浮=G木=10N；

（2）解：木块下表面所处的深度为0.2米，

则木块下表面受到水的压强：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa．

（3）解：根据F浮=ρ水gV排可得，排开液体的体积：

V排= = =1×10﹣3m3；

因为V排= V木；所以V木= V排= ×1×10﹣3m3=1.25×10﹣3m3；

木块全部浸没时受到水的浮力：

F′浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N；

木块浸没时，根据力的平衡条件有：F浮′=G木+F，

则压力F=F浮′﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N．

答：（1）木块所受到的浮力为10N；（2）木块下表面受到水的压强为2000Pa；（3）要将木块全部浸没水中，需要施加的压力为2.5N．

【解析】（1）由题意可知，木块漂浮在水面上，根据漂浮的条件求出木块受到水竖直向上的浮力；（2）已知木块下表面所处的水的深度，根据p=ρgh求出下表面受到水的压强；（3）根据阿基米德原理求出排开水的体积即为浸入水中的体积，然后求出物体的体积，利用阿基米德原理求物体受到水的浮力；若使物体全部浸入水中而静止，则F浮′=G木+F，即可求压力．