Question

如图甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有2/5的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积

如图甲所示，把边长为0.1m的正方体木块放入水中，静止时有2/5的体积露出水面，然后在其上表面放一块底面积为2.0×10-3m2的小柱体，如图乙所示，静止时方木块刚好能全部浸入水中．（g=10N/kg）求：
（1）甲图中木块受到的浮力？
（2）木块的密度？
（3）小柱体放在木块上面时对木块的压强？

Answer 1

（1）F=ρgv=1000*10*0.6*0.1^3N=6N
（2）由题意得：G木块=6N，ρ=G/(gv)=6/(10*0.1^3)=600KG/M^3
(3)F=ρgv=1000*10*0.1^3N=10N,F=G正方体木块+G小柱体,G小柱体=4N,
正方体木块的单一表面积S=0.01m>2.0×10-3m2,因此接触面积为2.0×10-3m2
所以P=F/S=G/S=4/(2.0×10-3)Pa=2000Pa

Answer 2

：（1）甲图中木块受到的浮力F浮甲=ρ水g35V木=1000kg/m3×10N/kg×35×（0.1m）3=6N．
木块漂浮时浮力等于自身的重力，F浮甲=G木=m木g，
所以m木=F浮甲g=6N10N/kg=0.6kg，
木块的密度ρ=m木V木=0.6kg(0.1m)3=0.6×103kg/m3．
答：木块的密度为0.6×103kg/m3．
（3）小柱体的重力等于木块25的体积产生的浮力，G=F浮=ρ水g25V木=1000kg/m3×10N/kg×25×（0.1m）3=4N，
小柱体对木块的压力等于自身的重力，F=G=4N，
对木块的压强P=FS=4N2×10-3m2=2000Pa．
答：小柱体放在木块上面时对木块的压强为2000Pa．

Answer 3

(1)F浮=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×3/5×0.001m3=6N
(2)G=F浮=6N
m=G/g=0.6kg
ρ=m/V=0.6kg/0.001m3=0.6×103kg/m3
(3)全部浸没后的浮力 F浸没=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×0.001m3=10N
G柱=F浸没-F浮=10N-6N=4N
P=F/S=4N/0.01m2=400Pa