Question

8．某木块的体积为200cm³，密度为0.8×10³kg/m³．（g=10N/kg）

（1）刚浸没水中时，如图，木块底部受到的水的压强；
（2）为什么木块不能悬浮在水中？木块最终漂浮在水面上静止时，浸在水中的体积有多大？

Answer 1

分析 （1）根据液体压强计算公式p=ρ_水gh计算底部受到的水的压强，；
（2）计算出物体完全浸没时的浮力大小，与重力比较，重力大于浮力则下沉；重力等于浮力则悬浮；重力小于浮力则上浮；
根据物体的漂浮条件可知：浮力等于重力；利用V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$计算排开水的体积．

解答 解：（1）木块底部所处的深度h=5cm=0.05m，
受到的压强p=ρ_水gh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa；
（2）木块的质量：m=ρ_木V_木=0.8×10³kg/m³×200×10^-6m³=0.16kg；
木块所受重力：G=mg=0.16kg×10N/kg=1.6N
当物体完全浸没时V_排=V_木，浸没在水中时受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_木=1.0×10³kg/m³×10N/kg×200×10^-6m³=2N
则F_浮＞G，所以物体上浮，最终处于漂浮状态，故不能悬浮；
当物体静止后，漂浮在水面上，则F_浮=G=1.6N；
由F_浮=ρ_液gV_排得：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.6N}{1×{10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.6×10^-4m³．
答：（1）刚浸没水中时，木块底部受到的水的压强为500Pa；
（2）木块浸没在水中时所受的浮力大于重力，受力不平衡，所以不能再水面下悬浮；木块漂浮时浸在水中的体积是1.6×10^-4m³．

点评 本题考查液体压强公式、物体的浮沉条件和阿基米德原理公式的灵活应用，根据浮力与重力的关系，能够判断出物体的浮沉情况．