Question

某重為60牛頓的物體（該物體總體積的三分之一露出水面）漂浮在水面上，此物體受到的浮力為

60

牛，現(xiàn)用力將該物體浸沒入水中時的浮力為

90

牛，若此時物體下表面受到水向上的壓力為170牛，則物體上表面受到水向下的壓力為

60

牛，該物體的體積為

9×10^-3

米³．

Answer 1

分析：（1）已知物體漂浮，根據(jù)物體的漂浮條件求受到的浮力；
（2）已知物體受到的浮力和物體總體積的三分之一露出水面，結(jié)合阿基米德原理可以解得物體的總體積，再根據(jù)阿基米德原理計算全部浸入水中時受到的浮力；
（3）根據(jù)浮力產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)可知，上、下表面受到水的壓力差等于浮力．

解答：解：（1）∵漂浮
∴F_浮=G_物=60N；
（2）根據(jù)題意，當(dāng)物體漂浮時，V_排=

2

3

V_物，
由阿基米德原理得：F_浮=ρ_水gV_排，
物體的重力為：G_物=m_物g=ρ_物V_物g=ρ_物gV_物，
根據(jù)物體的浮沉條件：漂浮時，F(xiàn)_浮=G_物
故：ρ_水gV_排=ρ_物gV_物
即：ρ_物=

2

3

ρ_水
故：V_物=

G物

ρ物g

=9×10^-3m³，
當(dāng)該物體全部浸沒入水中時，V_排′=V_物，
該物體全部浸沒入水中時的浮力：
F_浮′=ρ_水gV_排′=1.0×10³kg/m³×10N/kg×9×10^-3m³=90N；
（3）根據(jù)浮力產(chǎn)生的原因可知：F_浮=F_向上-F_向下
故物體上表面受到水向下的壓力為：F_向下=F_向上-F_浮=170N-90N=60N．
故答案為：60；90；60；9×10^-3．

點(diǎn)評：本題綜合考查了物體的浮沉條件、阿基米德原理、浮力產(chǎn)生的原因，要結(jié)合題意選取合適的公式進(jìn)行計算，尤其是（2）中計算物體的體積，有點(diǎn)難度．