Question

【題目】如圖所示，底面積為160cm2的圓柱形容器裝入足量的水，將密度為0.4×103kg/m3的木塊放入水中漂浮時(shí)，木塊浸入水中部分的體積為8×10-4m3，則

（1）木塊在水中受到的浮力為多大？

（2）木塊的質(zhì)量為多大？

（3）若將木塊浸入水中的這部分體積切去后再投入水中，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了多少？（與木塊未切時(shí)比較）

Answer 1

【答案】200Pa

【解析】（1）木塊浸沒的體積為V排=V=8×10-4m3，則受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=8N．

（2）木塊漂浮在水面上，浮力等于重力，即G=8N，木塊的質(zhì)量為： ；

（3）木塊的體積為： ，

切去木塊的重力為：m'=ρgV排=0.4×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=3.2N；

由于木塊的密度小于水的密度，切去一部分后，剩余部分仍將漂浮，漂浮時(shí)浮力等于重力，則切去一部分后收到的浮力比未切之前減少了3.2N；

由阿基米德原理可知，切去后，物體少排開了3.2N的水，則少排開水的體積為： ，

則水面下降的高度為，

則變化的壓強(qiáng)為：p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.02m=200Pa．

答：（1）木塊在水中受到的浮力為8N；（2）木塊的質(zhì)量為0.8kg；（3）若將木塊浸入水中的這部分體積切去后再投入水中，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)變化了200Pa．