Question

如图所示，将边长为10cm的正方形物块，放盛有水的水槽内，待物块静止时，其下表面距 水面6cm．

求：（1）物块受到水的浮力大小；

（2）取出物块，把一冰块放入水中，冰块也漂浮在水面上，待冰块全部熔化后，水面高度会发生怎样的变化？说明理由．

 

Answer 1

 （1）物块静止时，其下表面距水面6cm，说明物体没有全部浸入水中，漂浮在水面上，根据浮力产生的原因可知，物体受的浮力等于物体下表面受到的压力．

下表面受的压强p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.06m=600Pa，

物体底面积S=10cm×10cm=100cm²=0.01m²，

∵p=，

∴物体受的浮力F_浮=F=pS=600Pa×0.01m²=6N；

（2）∵冰漂浮于水面上，

∴F_浮=ρ_水gV_排=G_冰，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①

又∵冰熔化成水后，其质量不变，重力不变，

∴G_水=ρ_水gV_水=G_冰，﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②

由①②可得：ρ_水gV_排=ρ_水gV_水，

∴V_排=V_水，

即：冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积．

∴冰块全部熔化后，水面高度不会发生变化．

答：（1）物块受到水的浮力为6N；

（2）冰块全部熔化后，水面高度不会发生变化；冰熔化为水的体积等于冰排开水的体积．