Question

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)正方体物块下表面受到的压强
(2)正方体物块上下表面受到的压力差
(3)放手后，正方体物块最终静止时受到的浮力（g取10N／kg)

Answer 1

（1）3×10³Pa （2）10N （3）5N

(1)物块下表面距离水面的深度h=10cm+20cm=30cm=0.3m
物块下表面受到的压强P＝ρgh=1.0×10³kg/m³×10 N/kg×0.3m=3×10³Pa
(2)根据浮力产生的原因可知，物块上下表面受到的压力差 F_向上－F_向下=F_浮
物块的体积V_物=10³cm³=10^－3m
F_浮＝ρ_水gV_排＝ρ_水gV_物＝1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^－3m3=10N
(3)物块的质量m_物=500g=0.5kg
物块的重力G_物=m_物g=0.5kg×10N/kg =5N．
因为F_浮> G_物，所以放手后物块会上浮，最终漂浮在水面
根据二力平衡的条件，F_浮＝ G_物=5N
试题分析：物块下表面受到的压强用p=ρgh计算。正方体物块上下表面受到的压力差即浮力，可用F_浮=ρ_水V_排g计算，放手后，正方体物块最终静止时受到的浮力用浮沉条件计算。