Question

用手将一个质量为500g边长为10cm的正方体物块浸没于水中，使物块上表面离水面20cm.求：(1)正方体物块下表

Answer 1

（1）3×10
3
Pa （2）10N （3）5N
(1)物块下表面距离水面的深度h=10cm+20cm=30cm=0.3m
物块下表面受到的压强P＝ρgh=1.0×10
3
kg/m
3
×10
N/kg×0.3m=3×10
3
Pa
(2)根据浮力产生的原因可知，物块上下表面受到的压力差
F
向上
－F
向下
=F
浮
物块的体积V
物
=10
3
cm
3
=10
－3
m
F
浮
＝ρ
水
gV
排
＝ρ
水
gV
物
＝1.0×10
3
kg/m
3
×10N/kg×10
－3m3
=10N
(3)物块的质量m
物
=500g=0.5kg
物块的重力G
物
=m
物
g=0.5kg×10N/kg
=5N．
因为F
浮
>
G
物
，所以放手后物块会上浮，最终漂浮在水面
根据二力平衡的条件，F
浮
＝
G
物
=5N
试题分析：物块下表面受到的压强用p=ρgh计算。正方体物块上下表面受到的压力差即浮力，可用F
浮
=ρ
水
V
排
g计算，放手后，正方体物块最终静止时受到的浮力用浮沉条件计算。

Answer 2

（1）物体下表面距水面h=10cm+20cm=30cm=0.3m，
则物体下表面受到水的压强是p=ρgh=1.0×103kg/m3×10n/kg×0.3m=3×103pa；
（2）根据浮力产生的原因：物块上下表面受到的压力差，f向下-f向上=f浮，
物块的体积v物=103cm3=10-3m3，
f浮=ρgv排=1.0×103kg/m3×10n/kg×10-3m3=10n，
（3）m=500g=0.5kg，
物块的重力g=mg=0.5kg×10n/kg=5n，
物体完全浸没，所受浮力等于排开的水所受的重力，为10n；
此时浮力大于重力，所以放手后，物体上浮，最后漂浮，浮力等于自身的重力，为5n．
答：（1）正方体物块下表面受到的压强为3×103pa；
（2）正方体物块上下表面受到的压力差为10n．
（3）放手后，正方体物块最终静止时受到的浮力为5n．