Question

如圖所示，放在水平桌面上的圓柱形容器內(nèi)裝有一定量的水，在漂浮在容器內(nèi)水面上的正方體木塊上面放一小鐵塊，木塊上表面剛好和水面齊平．已知容器底面積為4×10^-2m²，木塊邊長(zhǎng)為10cm，小鐵塊重4N，取g=10N/kg．求：
（1）木塊受到的浮力；
（2）木塊的密度；
（3）若輕輕拿走鐵塊，當(dāng)木塊在水面上靜止時(shí)，容器底部受到水的壓強(qiáng)減少了多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）知道木塊的邊長(zhǎng)求出木塊的體積，根據(jù)阿基米德原理求出木塊受到的浮力．
（2）根據(jù)漂浮條件求出木塊和鐵塊的總重力，求出木塊的重力，求出木塊的質(zhì)量，知道木塊的質(zhì)量和體積，根據(jù)密度公式求出木塊的密度．
（3）拿走鐵塊，木塊受到的浮力減小了和鐵塊等重的浮力，求出減少浮力排開水的體積，知道容器的底面積，求出水降低的高度，求出容器底受到水的壓強(qiáng)減小的量．
解答：解：（1）木塊的體積：V=（0.1m）³=0.001m³，
鐵塊放在木塊上，木塊恰好浸沒在水中，木塊受到了浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N．
（2）木塊和鐵塊整體漂浮在水面上，木塊和鐵塊的總重等于木塊受到的浮力，
所以木塊的重：G=F_浮-G_鐵=10N-4N=6N，
木塊的質(zhì)量：m===0.6kg，
木塊的密度：ρ===0.6×10³kg/m³．
（3）鐵塊拿走，木塊排開水的體積減小，木塊受到的浮力減小，減小的量等于鐵塊的重力，
所以木塊受到浮力減小量為：△F_浮=ρ_水g△V_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×△V_排=4N，
所以△V_排=4×10^-4m³，
水下降的高度為；△h===10^-2m，
容器底部受到水的壓強(qiáng)減少量：△p=ρ_水g△h=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^-2m=100Pa．
答：（1）木塊受到的浮力10N；
（2）木塊的密度0.6×10³kg/m³；
（3）若輕輕拿走鐵塊，當(dāng)木塊在水面上靜止時(shí)，容器底部受到水的壓強(qiáng)減少了100Pa．
點(diǎn)評(píng)：（1）本題一定要把木塊和鐵塊看成一個(gè)整體，根據(jù)阿基米德原理求出木塊受到的浮力，根據(jù)漂浮條件求出木塊的重，這是關(guān)鍵．
（2）鐵塊拿走，木塊上浮一些，木塊排開水的體積減小，利用體積減小量和容器的底面積求出水下降的高度，這點(diǎn)學(xué)生容易迷糊．