Question

如图所示，质量为1.2kg的木块浮在水面上静止不动，（g取10N/kg）求：

（1）这时木块受到的浮力是多大？
（2）此时木块浸在水中的体积为多少？
（3）该木块体积是2×10^-3m³，要使木块刚好浸没在水中，至少需要多大的力向下压木块？

Answer 1

解：（1）木块受到的重力：
G=mg=1.2kg×10N/kg=12N，
∵木块漂浮，
∴木块受到的浮力：F_浮=G=12N；
（2）∵F_浮=ρ_水v_排g，
∴木块浸在水中的体积（排开水的体积）
v_浸=v_排===1.2×10^-3m³；
（3）木块刚好浸没在水中时，木块受到的浮力：
F_浮′=ρ_水v_排′g=ρ_水v_木g=1×10³kg/m³×2×10^-3m³×10N/kg=20N，
∵F_浮=F_压+G_木，
∴至少对木块施加的压力：
F_压=F_浮′-G_木=20N-12N=8N．
答：（1）这时木块受到的浮力是12N；
（2）此时木块浸在水中的体积为1.2×10^-3m³；
（3）至少需要8N的力向下压木块．
分析：知道木块的质量，利用重力公式求木块重；因为木块漂浮，可求木块受到的浮力，再根据阿基米德原理求木块排开水的体积；
木块刚好浸没在水中时，木块重加上所加压力等于木块受到的浮力，据此对木块施加的压力．
点评：本题综合考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算（阿基米德原理、漂浮条件），知识点多，属于难题．