Question

如圖甲．邊長為10cm的正方體木塊漂浮在水面，靜止時木塊有1/2露出水面，則ρ_木=    kg/m³，木塊所受浮力F=    N用手將它緩慢壓入水中，當木塊剛好全部投入水中時．手對木塊壓力F=    N，忽略此過程中水面上升高度．當把木塊從圖乙位置緩慢壓至容器底部，壓力F做功W=    J．（g取10N/kg）．

Answer 1

【答案】分析：漂浮時受到的浮力等于物體的重力，利用阿基米德原理求出木塊受到的浮力和木塊密度；利用力的平衡求出手對木塊的壓力；壓力等于木塊完全浸沒時受到的浮力與木塊重力之差，壓力F做的功等于壓力與木塊下移距離的乘積．
解答：解：F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_木=G_木=ρ_木gV_木，
∴ρ_木=ρ_水=kg/m³=0.5×10³kg/m³，
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_木=G_木=1×10³kg/m³×10N/kg××10³×10^-6m³=5N．
木塊完全浸沒后的浮力F_浮1′=ρ_水gV_排′=ρ_水gV_木=1×10³kg/m³×10N/kg×10³×10^-6m³=10N，
∴手對木塊的壓力F=F_浮′-G_木=10N-5N=5N
木塊下移距離h=20cm-10cm=10cm=0.1m
壓力F做的功W=Fh=5N×0.1m=0.5J．
故答案為：0.5×10³；5；5；0.5．
點評：本題考查利用阿基米德原理求物體密度和浮力的問題以及功的計算，本題的關(guān)鍵是求木塊的密度，難點是木塊完全浸沒后受力的分析，重點是各個公式及其變形的應用．