Question

20．如圖所示，重5N的木塊漂浮在水面上，木塊的下表面距水面4cm，此時木塊受到的浮力為5N，木塊下表面受到水的壓強是400Pa（g=10N/kg）；若木塊總高度為6cm，則木塊的密度是0.67×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）由于木塊漂浮在水面上，木塊受到的浮力等于木塊重力；
（2）知道木塊的下表面到水面的距離（深度），利用液體壓強公式求木塊下表面受到水的壓強；
（3）由題知木塊的下表面距水面4cm，木塊總高度為6cm，可得排開水的體積與木塊體積的關系，由于木塊漂浮，F(xiàn)_浮=G，可得ρ_水gV_排=ρ_木gV，據(jù)此求木塊的密度．

解答 解：
（1）因為木塊漂浮在水面上，
所以木塊受到的浮力為F_浮=G=5N；
（2）木塊浸入深度h=4cm=0.04m，
木塊下表面受到水的壓強為：
p=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.04m=400Pa；
（3）由題知木塊的下表面距水面4cm，木塊總高度為6cm，則排開水的體積：
V_排=$\frac{2}{3}$V，
因為木塊漂浮，
所以F_浮=G，
即ρ_水gV_排=ρ_木gV，
ρ_木=$\frac{{V}_{排}}{V}{ρ}_{水}$=$\frac{2}{3}$×1.0×10³kg/m³≈0.67×10³kg/m³．
故答案為：5；400；0.67×10³．

點評 本題考查了阿基米德原理、物體漂浮條件的應用以及液體壓強的計算，是一道力學綜合題，能求出排開水的體積和木塊的體積關系是關鍵．