Question

【題目】將邊長為5cm的實心正方體木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中，如圖所示，當木塊靜止時（g=10N/kg， ρ水= 1.0×103kg/m3，ρ木= 0.8×103kg/m3）求：

（1）木塊受到的浮力；

（2）木塊露出水面的體積；

（3）木塊下表面受到水的壓強。

Answer 1

【答案】（1）1N；（2）2.5×10-5m3；（3）400Pa。

【解析】

（1）正方體木塊的體積：V木=（0.05m）3=1.25×10-4m3，

因為木塊漂浮，所以木塊受到的浮力：F浮=G木=m木g=ρ木V木g=0.8×103kg/m3×1.25×10-4m3×10N/kg=1N；

（2）排開水的體積：V排=，

木塊露出水面的體積：V露=V木-V排=1.25×10-4m3-1×10-4m3=0.25×10-4m3=2.5×10-5m3；

（3）木塊的表面積：S=a2=（5cm）2=25cm2=2.5×10-3m2，

木塊漂浮，則木塊上表面所受水的壓力F上=0，

由浮力產生的原因可知：F浮=F下-F上=F下=1N，

則木塊下表面受到水的壓強：。

答：（1）木塊受到的浮力為1N；

（2）木塊露出水面的體積為2.5×10-5m3；

（3）木塊下表面受到水的壓強為400Pa。