题目内容
如图所示，用某种塑料制成的实心物块，体积为V=100cm3，当作用在物块上竖直向下的压力为0.2N时，可将其全部压入水中并处于静止状态．（g取10N/kg）
（1）物块全部浸没在水中时，求物块受到的浮力F多大？
（2）求制作物块所用塑料的密度ρ．
（3）撤去作用在物块上的压力，求物块再次静止时露出水面 的体积V多大？
解：（1）物块全部浸没在水中时，已知物体体积V=100cm3=1×10-4m3，
根据阿基米德原理得：
物块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N；
（2）当物块在压力作用下处于静止时物体受重力、压力和浮力的作用，根据力的合成可知：
物体的重力G=F浮-F=1N-0.2N=0.8N；
所以塑料的密度ρ=
=
=
=0.8×103kg/m3；
（3）撤去作用在物块上的压力，由于浮力大于重力故物体上浮，最后处于漂浮状态，则当所受浮力等于重力，即F浮′=G；
则浸入液体的体积V浸=
=
=8×10-5m3，
∴露出水面的体积V露=V-V浸=1×10-4m3-8×10-5m3=2×10-5m3．
答：（1）物块全部浸没在水中时，物块受到的浮力F为1N；
（2）物块所用塑料的密度ρ=0.8×103kg/m3；
（3）静止时露出水面的体积V为2×10-5m3．
分析：（1）物块全部浸没在水中时，已知物体体积，根据阿基米德原理即可求物块受到的浮力；
（2）通过对物体受力分析，由力的合成可求出物体的重力；由密度公式可求得塑料的密度ρ；
（3）由物体的浮沉条件可求得浸入液体的体积，由浸入液体中的体积可求出露出液面的体积．
点评：本题考查物体密度和浮力的计算，明确题中当物块在压力作用下处于静止时物体受重力、压力和浮力的作用，据此求重力是本题的关键．
根据阿基米德原理得：
物块受到的浮力F浮=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-4m3=1N；
（2）当物块在压力作用下处于静止时物体受重力、压力和浮力的作用，根据力的合成可知：
物体的重力G=F浮-F=1N-0.2N=0.8N；
所以塑料的密度ρ=
===0.8×103kg/m3；（3）撤去作用在物块上的压力，由于浮力大于重力故物体上浮，最后处于漂浮状态，则当所受浮力等于重力，即F浮′=G；
则浸入液体的体积V浸=
==8×10-5m3，∴露出水面的体积V露=V-V浸=1×10-4m3-8×10-5m3=2×10-5m3．
答：（1）物块全部浸没在水中时，物块受到的浮力F为1N；
（2）物块所用塑料的密度ρ=0.8×103kg/m3；
（3）静止时露出水面的体积V为2×10-5m3．
分析：（1）物块全部浸没在水中时，已知物体体积，根据阿基米德原理即可求物块受到的浮力；
（2）通过对物体受力分析，由力的合成可求出物体的重力；由密度公式可求得塑料的密度ρ；
（3）由物体的浮沉条件可求得浸入液体的体积，由浸入液体中的体积可求出露出液面的体积．
点评：本题考查物体密度和浮力的计算，明确题中当物块在压力作用下处于静止时物体受重力、压力和浮力的作用，据此求重力是本题的关键．
练习册系列答案
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