Question

【題目】如圖甲所示，水平桌面上有一底面積為5.0×10﹣3m2的圓柱形容器，容器中裝有一定量的水，現將一個體積為5.0×10﹣5m3的物塊（不吸水）放入容器中，物塊漂浮在水面上，浸入水中的體積為4.0×10﹣5m3 ． 求：
（1）物塊受到的浮力；
（2）物塊的質量；
（3）如圖乙所示，用力F緩慢向下壓物塊，使其恰好完全浸沒在水中（水未溢出）．此時水對容器底的壓強比物塊被下壓前增加了多少？

Answer 1

【答案】
（1）解：已知V排=4.0×10﹣5m3，

則F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N

（2）解：由于物塊漂浮在水面上，則物塊的重力G=F浮=0.4N，

則質量m= = =0.04kg

（3）解：物塊使其恰好完全浸沒在水中，排開水的體積變化：△V=V物﹣V排=5×10﹣5m3﹣4×10﹣5m3=1×10﹣5m3

則水的深度變化為：△h= = =0.002m，

所以水對容器底的壓強：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.002m=20Pa

【解析】（1）已知浸入水中的木塊體積（排開水的體積），利用阿基米德原理求所受浮力．（2）由于物塊漂浮在水面上，根據漂浮條件可知物塊的重力，求出質量；（3）求出物塊完全浸沒在水中和物塊的漂浮時的體積差，已知容器底面積求出水的深度h，根據p=ρgh即可求出水對容器底的壓強．
【考點精析】利用阿基米德原理和物體的浮沉條件及其應用對題目進行判斷即可得到答案，需要熟知阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體 F浮＞G 時上浮，F浮 = G 時懸浮，F浮 ＜G 時下沉．物體浮沉條件的應用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計（密度計的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無單位．）．