Question

4．小明将边长为10cm的正方体塑料块轻轻放入盛满水的烧杯中，静止后，溢出水的质量为0.8kg，g取10N/kg．求：
（1）塑料块受到的浮力；
（2）塑料块的密度；
（3）将塑料块置于水平地面时对地面的压强．

Answer 1

分析 （1）利用G=mg求塑料块排开水的重力，利用阿基米德原理求塑料块受到的浮力；
（2）求出了浮力，利用F_浮=ρ_液V_排g求排开水的体积，和塑料块的比较得出塑料块在水中的状态，进而求出塑料块的重力，求出其质量，再利用密度公式求塑料块的密度；
（3）塑料块对水平地面的压力等于其重力，利用压强公式求塑料块对水平地面的压强．

解答 解：
（1）塑料块排开水的重力：G_排=m_排g=0.8kg×10N/kg=8N；
根据阿基米德原理可得，塑料块受到的浮力：F_浮=G_排=8N；
（2）由F_浮=ρ_液V_排g得：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{8N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10^-4m³，
正方体塑料块的体积：V=（0.1m）³=0.001m³，
因为V_排＜V，所以塑料块静止时漂浮，
塑料块的重力：G=F_浮=8N，
塑料块的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{8N}{10N/kg}$=0.8kg，
塑料块的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.8kg}{0.001{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³；
（3）塑料块对水平地面的压力：F=G=8N，
塑料块对水平地面的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{8N}{（0.1m）^{2}}$=800Pa．
答：（1）塑料块受到的浮力为8N；
（2）塑料块的密度为0.8×10³kg/m³；
（3）将塑料块置于水平地面时对地面的压强为800Pa．

点评 本题为力学综合题，考查了重力公式、密度公式、物体漂浮条件、压强公式的应用，能确定塑料块在水中的状态是关键．