如图所示,一边长为10cm的立方体木块,在水中静止时,刚好有二分之一露出水面.(g取10N/kg),求:
①木块漂浮时的浮力?
②木块的密度是多大?
③用手将木块缓慢压人水中,当木块刚好全部没人水中时,手对木块的压力是多大?
网友回答
解:
①正方体的边长为V=a3=(0.1m)3=1×10-3m3,
正方体排开水的体积为V排=×1×10-3m3=0.5×10-3m3,
木块受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.5×10-3m3=5N;
②∵木块漂浮
∴G=F浮=5N
又∵G=mg
∴m===0.5kg
∴木块的密度为ρ===0.5×103kg/m3;
③木块完全浸没时受到的浮力为F浮′=ρ水gV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N
手对木块的压力为F=F浮′-G=10N-5N=5N.
答:
①木块受到的浮力为5N;
②木块的密度为0.5×103kg/m3;
③手对木块的压力为F=F浮′-G=10N-5N=5N.
解析分析:①已知正方体的边长,可以得到其体积;已知正方体露出水面的体积和总体积,可以得到排开水的体积;已知正方体排开水的体积和水的密度,利用阿基米德原理计算受到的浮力;②正方体漂浮时受到的浮力等于重力;已知正方体的重力,可以得到其质量;已知质量和体积,利用公式ρ=得到正方体的质量;③木块浸没时,排开水的体积等于总体积;已知木块排开水的体积和水的密度,利用阿基米德原理可以得到此时木块受到的浮力;已知木块受到的浮力和重力,两者之差就是手的压力.
点评:物体受到的浮力与液体密度和排开液体的体积大小有关.在此题中,前后两种情况物体排开水的体积不同,所以受到的浮力不同.