Question

【題目】如圖所示，已知重為10N的長方體木塊靜止在水面上，浸入在水中的體積占木塊總體積的（g取10N/kg）．

（1）求木塊所受到的浮力大小
（2）若木塊下表面所處的深度為0.2米，求木塊下表面受到水的壓強
（3）若要將木塊全部浸沒水中，求至少需要施加多大的壓力

Answer 1

【答案】
（1）

因為木塊漂浮在水面上，

所以受到的浮力F浮=G木=10N

答：木塊所受到的浮力為10N

（2）

所處0.2m水深度木塊的下表面受到的壓強：

p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2000Pa

答：木塊下表面受到水的壓強為2000Pa

（3）

根據F浮=ρ水gV排可知，

浸入水中的體積即為排開液體的體積：

V排===1×10﹣3m3；

因為V排=V木；所以V木=V排=×1×10﹣3m3=1.25×10﹣3m3；

木塊全部浸沒時受到水的浮力：

F′浮=ρ水gV木=1×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣3m3=12.5N；

因為F浮′=G木+F，

所以壓力F=F浮′﹣G木=12.5N﹣10N=2.5N．

答：要將木塊全部浸沒水中，需要施加的壓力為2.5N

【解析】（1）由題意可知，木塊漂浮在水面上，根據漂浮的條件求出木塊受到水豎直向上的浮力；
（2）已知木塊下表面所處的水的深度，根據p=ρgh求出下表面受到水的壓強；
（3）根據阿基米德原理求出排開水的體積即為浸入水中的體積，然后求出物體的體積，利用阿基米德原理求物體受到水的浮力；若使物體全部浸入水中而靜止，則F浮′=G木+F，即可求壓力．
【考點精析】關于本題考查的液體的壓強的計算和阿基米德原理，需要了解液體內部壓強的公式：p=ρgh ρ指密度,單位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,單位:m,壓強單位(Pa) 注意：h 指液體的深度，即某點到液面的距離；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(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排才能得出正確答案．