Question

15．如图所示，将边长为10cm的正方形物块，放入盛有水的水槽内，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）物块的质量；
（3）物块的密度；
（4）向水槽中加盐并搅拌后，物块所受浮力如何变化？

Answer 1

分析 （1）根据正方体的边长和浸没的深度求出排开水的体积，利用阿基米德原理求出物块受到的浮力；
（2）根据物体漂浮的条件求出物块的质量；
（3）根据正方体的边长求出体积，利用密度公式求出物块的密度；
（4）向水槽中加盐并搅拌后，盐水的密度变大，物块仍漂浮，根据物体漂浮的条件即可判断浮力变化．

解答 解：（1）物块排开水的体积V_排=L²h=（10cm）²×6cm=600cm³=6×10^-4m³，
则物块受到的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6×10^-4m³=6N；
（2）因物块漂浮，则G_物=F_浮=6N；
所以，m_物=$\frac{{G}_{物}}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg；
（3）正方体物块的体积V_物=L³=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³，
所以ρ_物=$\frac{{m}_{物}}{{V}_{物}}$=$\frac{0.6kg}{1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³．
（4）向水槽中加盐并搅拌后，盐水的密度变大，物块仍漂浮，根据物体漂浮的条件可知：物块所受浮力仍等于物块的重力，而重力不变，所以物块所受浮力不变．
答：（1）物块受到的浮力为6N；
（2）物块的质量为0.6kg；
（3）木块的密度为0.6×10³kg/m³；
（4）向水槽中加盐并搅拌后，物块所受浮力不变．

点评 本题为力学综合题，考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用，虽知识点多，但都属于基础，难度不大．