Question

如圖所示，取一只溢水杯，杯里的水裝到溢水管口，使水剛好不流出來，現把邊長為10厘米的不吸水的正方體實心木塊慢慢地放入杯中，待木塊靜止時，有700克的水從溢水管流出．求：
（1）木塊受到的浮力．
（2）木塊的密度．
（3）水對木塊下表面的壓強（不計大氣壓）．

Answer 1

分析：（1）由阿基米德原理可知，木塊所受到的浮力大小應等于它排開液體所受到的重力，即F_浮=G_排；
（2）F_浮=G_排也說明了木塊的質量等于排開水的質量，利用密度的公式即可計算木塊的密度；
（3）由于木塊受到的浮力實質上就是水對木塊下表面的壓力，所以F_壓=F_浮=7牛；木塊的下表面面積S=1.0×10^-2米²，然后利用P=

F

S

即可求出木塊下表面受到的壓強．

解答：解：（1）G_排=m_排g=0.7kg×9.8N/kg=6.86N．
根據阿基米德定律知：木塊受到的浮力大小等于它排開的水受到的重力，所以，木塊受到的浮力F_浮=6.86N．
答：木塊受到的浮力為6.86N．
（2）∵V_木=1.0×10^-3米³，木塊處于平衡狀態，
∴F_浮=m_木g，m_木=

F浮

g

=

6.86N

9.8N/kg

=0.7kg；
ρ_木=

m木

V木

=

0.7千克

1.0× 10-3千克/ 米3

=0.7×10³千克/米³．
答：木塊的密度為0.7×10³千克/米³．
（3）由于木塊受到的浮力實質上就是水對木塊下表面的壓力，所以F_壓=F_浮=6.86N；木塊的下表面面積S=1.0×10^-2米²，
則木塊下表面受到的壓強：P=

F壓

S

=

6.86N

1.0×10-2m2

=686帕．
答：水對木塊下表面的壓強為686帕．

點評：本題考查了學生對密度公式、重力公式、阿基米德原理及其公式變形、物體的漂浮條件的理解和掌握，知識點多，尤其是（3）求水對木塊下表面的壓強，明確木塊受到的浮力實質上就是水對木塊下表面的壓力，所以F_壓=F_浮=7牛，這是此題的突破點，因此此題屬于難題．