Question

3．一木块的体积为200cm³，密度为0.8×10³kg/m³．把它浸没在水中后放手，请问：
（1）木块最终在水中处于什么状态（沉底、悬浮、漂浮）？为什么？
（2）木块在水中静止时受到的浮力大小？浸在水中的体积？
（水的密度为1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）物体的浮沉条件是：ρ_物＞ρ_液，下沉；ρ_物=ρ_液，悬浮；ρ_物＜ρ_液，上浮--最终漂浮；将木块的密度与水的密度比较，确定木块的浮沉；
（2）漂浮的物体受到的浮力等于物体的重力；已知物体受到的浮力、水的密度，利用阿基米德原理变形公式得到木块浸入水中的体积．

解答 解：
（1）已知ρ_木=0.8×10³kg/m³＜ρ_水=1.0×10³kg/m³，木块在水中先上浮，最终处于漂浮状态；
（2）因为木块漂浮，
所以受到的浮力为F_浮=G_木=mg=ρVg=0.8×10³kg/m³×200×10^-6m³×10N/kg=1.6N；
根据阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_水gV_排，
木块浸入水中的体积为V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.6N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.6×10^-4m³．
答：
（1）木块在水中最终会漂浮；因为木块的密度小于水的密度；
（2）木块在水中受到的浮力为1.6N；浸入水中的体积为1.6×10^-4m³．

点评 此题考查的是我们对物体浮沉条件和阿基米德原理变形公式的掌握和应用，属于基本规律的考查．计算过程不复杂，是一道基础题．