Question

12．一正方体边长为1dm，浸没在水中，当它上表面距水面0.5dm，并与水面平行时，如图所示，求正方体上下表面受到的压强差、压力差和浮力．

Answer 1

分析 （1）根据物块上、下表面离水面的深度，利用液体压强公式p=ρgh可直接求出上、下表面受到水的压强差，
（2）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．

解答 解：
（1）正方体上表面到水面的距离为h₁=0.5dm=0.05m，正方体物块的边长为L=1dm，所以物体下表面距水面h₂=h₁+L=0.5dm+1dm=1.5dm=0.15m，
则物体上下表面受到水的压强差是p=ρg（h₂-h₁）=1.0×10³kg/m³×10N/kg×（0.15m-0.05m）=1×10³Pa；
（2）物块的体积V_物=（1dm）³=1dm³=10^-3m³，
正方体受到的浮力F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N，
（3）根据浮力产生的原因：物块上下表面受到的压力差，F=F_浮=10N．
答：
（1）正方体物块上下表面受到的压强差为1×10³Pa；
（2）正方体物块上下表面受到的压力差为10N；
（3）正方体受到的浮力为10N．

点评 本题考查了学生对液体压强公式、阿基米德原理的掌握和运用，难易程度适中，适合学生的训练．关于物体受到的浮力，有两种解法：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．计算时要注意单位的统一．