Question

18．如圖所示，將邊長為10cm、密度為600kg/m³的正方體物塊，放盛有水的水槽內(nèi)，待物塊靜止時(shí)，取g=10N/kg，求：
（1）物塊的質(zhì)量；
（2）物塊受到水的浮力大小；
（3）取出物塊，把一冰塊放入水中，冰塊也漂浮在水面上，待冰塊全部熔化后，水面高度會(huì)發(fā)生怎樣的變化？說明理由．

Answer 1

分析 （1）已知物塊邊長，可以得到體積，已知體積和密度，可以得到物塊質(zhì)量；
（2）根據(jù)物塊密度和水的密度關(guān)系，首先確定物塊靜止時(shí)所在的位置，然后計(jì)算浮力的大��；
（3）冰漂浮于水面上，要想判斷冰熔化之后，水面是否變化，則需要比較冰塊排開液體的體積跟冰熔化成水后的體積大小．若二者體積相等，則水面不變；若增大，則水面上升；若減小，則水面下降．

解答 解：
（1）物塊的體積為V=（0.1m）³=10^-3_m3，
因?yàn)棣?$\frac{m}{V}$，
所以物塊的質(zhì)量為m=ρV=600kg/m³×10^-3_m3=0.6kg；
（2）物塊的密度為ρ=600kg/m³，水的密度是1000kg/m³．因?yàn)槲飰K的密度小于水的密度，所以物塊靜止時(shí)漂浮在水面上．
所以物塊受到的浮力為F_浮=G=mg=0.6kg×10N/kg=6N；
（3）因?yàn)楸�漂浮于水面上�?br />所以F_浮=ρ_水gV_排=G_冰，----------------------①
又因?yàn)楸�熔化成水后，其質(zhì)量不變，重力不變，
所以G_水=ρ_水gV_水=G_冰，------------------------②
由①②可得：ρ_水gV_排=ρ_水gV_水，
所以V_排=V_水，
即：冰熔化為水的體積等于冰排開水的體積．
所以冰塊全部熔化后，水面高度不會(huì)發(fā)生變化．
答：
（1）物塊的質(zhì)量為0.6kg；
（2）物塊受到的浮力為6N；
（3）冰塊全部熔化后，水面高度不會(huì)發(fā)生變化；冰熔化為水的體積等于冰排開水的體積．

點(diǎn)評 此題主要考查的是學(xué)生對物體浮沉條件、阿基米德原理公式的理解和掌握．根據(jù)浮沉條件確定物體靜止時(shí)所在的位置，是解答浮力問題的第一步．