Question

4．如圖甲，質(zhì)量為0.55kg，邊長為10cm的正方體木塊漂浮在水面；如圖乙，將物體A放置在正方體木塊上方，使正方體恰好浸沒在水中．（g取10N/kg）求：
（1）未放物體A時，正方體木塊靜止時受到的浮力是多少？
（2）未放物體A時，正方體木塊排開水的體積是多少？
（3）物體A質(zhì)量為多少時，正方體木塊恰好浸沒在水中？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)漂浮時浮力與重力相等，得出浮力的大小；
（2）根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$得出V排的大小；
（3）物體A放置在正方體木塊上方，使正方體恰好浸沒在水中，則物體A的重力應(yīng)等于木塊完全浸沒時增大的浮力．

解答 解：（1）未放物體A時，木塊漂浮，所以：
F_浮=G_木=mg=0.55kg×10N/kg=5.5N；
（2）由F_浮=ρ_液gV_排得，木塊排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5.5×10^-4m³；
（3）木塊A恰好浸沒在水中，此時受到的浮力應(yīng)等于木塊重力與物體A重力之和，則物體A的重力：
G_A=△F_浮=ρ_水gV_露=1.0×10³kg/m³×10N/kg×（0.1m×0.1m×0.1m-5.5×10^-4m³）=4.5N；
則m_A=$\frac{{G}_{A}}{g}$=$\frac{4.5N}{10N/kg}$=0.45kg．
答：（1）未放物體A時，正方體木塊靜止時受到的浮力是5.5N；
（2）未放物體A時，正方體木塊排開水的體積是5.5×10^-4m³；
（3）物體A質(zhì)量為0.45kg時，正方體木塊恰好浸沒在水中．

點評 本題為力學綜合題，考查了學生對密度公式、重力公式、阿基米德原理、漂浮條件的掌握和運用，計算時注意單位統(tǒng)一，1cm³=1×10^-6m³．