Question

小明同學(xué)想探究某種均勻材料制成的邊長為a的實心正方體物塊的某些物理特性（如密度、壓強等），他先把該物塊放入水中，物塊靜止時，有體積露出水面（如圖甲），請根據(jù)以上信息解下列問題：
（1）物塊的密度ρ_物．
（2）物塊下表面受到的壓強P₁．
（3）把物塊從水中拿出并擦后放在水平地面上（如圖乙），求物塊對水平地面的壓強P₂．（要求：本題計算結(jié)果要用a、ρ_水、g表示，己知水的密度為ρ_水）

Answer 1

解：
（1）因為F_浮=G，
所以ρ_水g（1-）V=ρ_物Vg
ρ_物=ρ_水=×1g/cm³≈0.67g/cm³．
（2）下表面受到的壓強P=ρ_水gh=ρ_水ga．
（3）物體的底面積為S=a²，
物體對地面的壓力為F=G=ρ_物ga³，
物體對水平地面的壓強為P===ρ_物ga．
答：（1）物體密度為0.67g/cm³．
（2）下表面受到的壓強為ρ_水ga．
（3）物體對水平地面的壓強為ρ_物ga．
分析：（1）物體在水中漂浮，浮力等于自身重力，根據(jù)此關(guān)系式可求物體的密度．
（2）物體下表面距離液面的距離為，根據(jù)公式P=ρgh可求下表面受到的壓強．
（3）已知正方體的邊長，可以得到底面積；放在水平面上的物體對水平面的壓力等于重力；已知壓力和接觸面積，利用P=計算對地面的壓強．
點評：本題考查面比較廣，有浮力、密度、固體和液體壓強等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活應(yīng)用．