Question

7．用手将一个质量为500g、边长为10cm的正方体物块浸没于水中，使物块上表面离水面20cm．求：
（1）正方体物块上下表面受到的压力差；
（2）放手后，正方体物块最终静止时受到的浮力．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根据浮力产生的原因：物块上下表面受到的压力差，再根据F_浮=ρgV_排即可求得．
（2）物体所受的浮力等于排开的水的重力；根据浮力和重力的大小关系，判断物块最后的状态，得出浮力的大小．

解答 解：
（1）将正方体物块浸没于水中，物块排开水的体积：
V_排=V_物=（0.1m）³=1×10^-3m³，
此时物块受到水的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-3m³=10N，
根据浮力产生的原因可知，物块上下表面受到的压力差：
F_下-F_上=F_浮=10N；
（2）物块的质量m=500g=0.5kg，
物块的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N＜10N=F_浮，
因为物块完全浸没时浮力大于重力，
所以放手后，物块上浮，最后漂浮，浮力等于自身的重力，即F_浮′=G=5N．
答：（1）正方体物块上下表面受到的压力差为10N；
（2）松开手，物块稳定后物块受到的浮力为5N．

点评 本题考查了阿基米德原理、浮沉条件掌握和运用．关于物体受到的浮力，解题的关键是掌握浮力的两种算法：①利用上下表面受到的水的压力差求解，②利用阿基米德原理求解．