Question

1．烏鴉叼來兩塊體積都為2cm³的石塊和木塊放進(jìn)水中，最終石塊沉沒在水底．木塊則浮在水面上（如圖所示）．（已知：水的密度ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg） 
（1）其中受到浮力較大的是石塊．為什么？木塊排開的水的體積小于石塊排開的水的體積．
（2）根據(jù)已知條件，能否算出木塊和石塊分別受到的浮力？如果能算出浮力，請把它的大小算出來．
（3）在圖中畫出木塊的受力示意圖．
（4）若已知木塊的密度ρ_木=0.5×10³kg/m³，則木塊受到的浮力有多大？
（5）木塊露出水面的體積是多少？

Answer 1

分析 （1）（2）根據(jù)阿基米德原理分析和物體的浮沉條件分析；
（3）木塊受到重力和浮力的共同作用；
（4）求出木塊的質(zhì)量和重力，根據(jù)浮沉條件求出浮力；
（5）根據(jù)阿基米德原理求出木塊露出水面的體積．

解答 解：（1）兩塊體積都為2cm³的石塊和木塊放進(jìn)水中，最終石塊沉沒在水底．木塊則浮在水面上，則木塊排開的水的體積小于石塊排開的水的體積，由阿基米德原理可知，石塊收到的浮力大；
（2）木塊下沉，知道排開的液體的體積，根據(jù)阿基米德原理可以求出石塊收到的浮力；
石塊收到的浮力為：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-6m³=0.02N；
木塊漂浮，浮力等于重力，由于不知木塊的重力和木塊排開的水的體積，不不能求出浮力；
（3）木塊靜止在水面上，受到重力和浮力，其示意圖為：
；
（4）由ρ=$\frac{m}{V}$得木塊的質(zhì)量為：m=ρV=0.5×10³kg/m³×2×10^-6m³=0.001kg；
木塊漂浮，則：F_木浮=G=mg=0.001kg×10N/kg=0.01N；
（5）由阿基米德原理可得：木塊排開的水的體積為：V_排=$\frac{{F}_{木浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-6m³=1cm³；
木塊露出水面的體積是：V'=2cm³-1cm³=1cm³．
故答案為：（1）石塊；木塊排開的水的體積小于石塊排開的水的體積；（2）能計算出石塊收到的浮力；2N；（3）如圖；（4）木塊受到的浮力為0.01N；（5）木塊露出水面的體積是1cm³．

點(diǎn)評 木塊在水中的浮力要利用浮力的公式來計算，木塊漂浮時的浮力要利用漂浮的條件來求，因此，解題時選對方法才能起到事半功倍的效果．