Question

漂浮在水面上的木块，其体积为100cm³，静止时有体积露在水面上，（g=10N/kg）求：
（1）木块受到的浮力是多少？
（2）木块的密度是多少？
（3）若在木块顶部放一个铁块，恰好能使木块全部浸没在水中，那么小铁块多重？

Answer 1

解：（1）由题知，木块排开水的体积：
v_排=v_木=×100×10^-6m³=8×10^-5m³，
木块受到水的浮力：
F_浮=ρ_水gv_排=1×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-5m³=0.8N；
（2）∵木块漂浮在水面上
∴木块受到的重力：
G=F_浮=0.8N，
木块的质量：
m===0.08kg，
木块的密度：
ρ_木===0.8×10³kg/m³；
（3）木块完全进入水中，
F_浮′=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×100×10^-6m³=1N，
∵F_浮′=G_木+G_铁，
∴铁块重：
G_铁=F_浮′-G_木=1N-0.8N=0.2N．
答：（1）木块所受浮力大小为0.8N；
（2）木块的密度0.8×10³kg/m³；
（3）铁块重0.2N．
分析：（1）求出木块排开水的体积，利用阿基米德原理求木块受到水的浮力；
（2）求出了木块受到水的浮力，利用漂浮条件求木块受到的重力，再利用重力公式求木块的质量，又知道木块的体积，利用密度公式求木块的密度；
（3）若在木块顶部放一个铁块，恰好能使木块全部浸没在水中，求出此时木块受到水的浮力；因为木块和铁块漂浮，利用F_浮′=G_木+G_铁求铁块重．
点评：本题为力学综合题，考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮条件的掌握和运用，计算时注意单位统一，1cm³=1×10^-6m³．