Question

（6分）如图所示，将边长为10cm的正方形物块，放盛有水的水槽内，待物块静止时，其下表面距水面6cm．

求：（1）物块受到水的浮力大小；
（2）取出物块，把一冰块放入水中，冰块也漂浮在水面上，待冰块全部熔化后，水面高度会发生怎样的变化？说明理由．

Answer 1

（1）物块受到水的浮力为6N；（2）冰块全部熔化后，水面高度不会发生变化；冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积．

试题分析：（1）当物块静止时，其下表面距水面6cm小于边长10cm，故物块漂浮在水面，而物体受的浮力等于物体下表面受到的压力，由题意知，ρ=1×10³kg/m³，h=6cm=0.06m，g=10N/kg，则下表面受的压强p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa，物体底面积S=10cm×10cm=0.01m²，所以物体受到的浮力为
F_浮=F=pS=600Pa×0.01m²=6N；
（2）∵冰漂浮于水面上，∴F_浮=ρ_水gV_排=G_冰①
又∵冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，∴G_水=ρ_水gV_水=G_冰②
由①②可得：ρ_水gV_排=ρ_水gV_水，解得V_排=V_水，即：冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积．
∴冰块全部熔化后，水面高度不会发生变化．