Question

1．将实心正方体木块轻轻放入已侧装置且水已装满的大烧杯内，从杯中溢出75g水，该木块的质地均匀，边长为5cm，木块静止时如图所示．
求：①木块受到的浮力；
②木块下表面距水面的高度．

Answer 1

分析 （1）知道溢出水的质量（排开水的质量），利用阿基米德原理F_浮=G_排=m_排g求木块受到的浮力；
（2）根据浮力产生的原因（物体上下表面产生的压力差）求出下表面受到的压力，再根据压强公式求木块下表面受到的水的压强，最后利用p=ρgh求木块下表面距水面的高度．

解答 解：
①木块受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=0.075kg×10N/kg=0.75N；
②木块下表面受到的水的压力：
F=F_浮=0.75N，
受力面积S=5cm×5cm=25cm²=0.0025m²，
木块下表面受到的水的压强：
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{0.75N}{0.0025{m}^{2}}$=300Pa．
由p=ρgh可得木块下表面距水面的高度：
h=$\frac{p}{ρg}$=$\frac{300Pa}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.03m=3cm．
答：①木块受到的浮力为0.75N；
②木块下表面距水面的高度为3cm．

点评 本题考查了学生对阿基米德原理、压强公式的掌握和运用，利用好浮力产生的原因（物体上下表面产生的压力差）是关键．