Question

7．有一个体积为600cm³，重为2N的木块浮在水面上，问：
（1）木块露出水面的体积是多大？
（2）若在木块的上方施加一个竖直向下的力F，当F为多大时，全部浸入水中？（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由于木块漂浮在水面上，故浮力等于重力，再根据F_浮=G_排=ρ_水gV_排求出木块排开水的体积，则就可以得出露出水面的体积；
（2）当木块全部没入水中时，其受到的浮力增大，则竖直向下的压力就等于此时木块受到的浮力与重力之差．

解答 解（1）因为木块漂浮在水面上，则有：F_浮=G=2，
根据F_浮=G_排=ρ_水gV_排可得V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³=200cm³，
则木块露出水面的体积V_露=V-V_排=600cm³-200cm³=400cm³．
（2）当木块全部没入水中时，受到的浮力为F_浮′=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×600×10^-6m³=6N，
则施加竖直向下的力F=F_浮′-G=6N-2N=4N．
答：（1）木块露出水面的体积是400cm³；
（2）当施加竖直向下的力为4N时，木块能全部没入水中．

点评 该题考查了阿基米德原理公式的应用以及物体受力情况的分析，属于一个中档题．