Question

8．将边长是10厘米的实心立方体木块轻轻地放入盛满水的溢水杯内，待木块静止时，从杯中溢出600克水．则木块受到的浮力是6牛．木块下表面受到水的压强是600 帕；若在木块．若在木块上表面施加一个竖直向下的力，恰好使木块全部浸没水中，则此力为4N．

Answer 1

分析 （1）知道溢出水的质量，再根据阿基米德原理求木块受到的浮力；
（2）根据浮力产生的原因（物体上下表面产生的压力差），求出下表面受到的压力，再根据压强公式求木块下表面受到的水的压强．
（3）求出木块的体积，根据阿基米德原理求出木块完全浸没在水中时受到的浮力，则在木块上施加竖直向下的力等于重力与浮力之差．

解答 解：（1）阿基米德原理，木块受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.6kg×10N/kg=6N；
（2）木块浮在水面，下表面受到的水的压力：
F=F_浮=6N，
正方体木块的下表面的面积S=0.1m×0.1m=0.01m²，
所以木块下表面受到的水的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{6N}{0.01{m}^{2}}$=600Pa．
（3）木块漂浮，则G=F_浮=6N，
木块的体积V_木=（10cm）³=1×10^-3m³，
因为F_浮=ρ_水V_排g，V_排=V_木，
所以木块完全浸没时受到的浮力：
F_浮′=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-3m³=10N．
根据力的平衡可知，G=F_浮′+F′，
则F′=G-F_浮′=10N-6N=4N．
故答案为：6；600；4N．

点评 本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用，要灵活选用公式分析．虽难度不大，但知识点多、综合性强，属于中档题．