Question

如圖所示，密度為0.6×10³kg/m³的正方體木塊，放入盛有水的容器中，此時，木塊的下表面距水面3cm，請根據(jù)所學(xué)的物理知識，至少計算出與木塊有關(guān)的8個物理量．（g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）由“木塊的下表面距水面3cm”可以求出木塊下表面受到的水的壓強P_下；
（2）因為木塊漂浮在水面上，所以木塊所受的浮力與它的重力相等，根據(jù)密度之比求出木塊的邊長；
（3）由木塊的邊長可以求出木塊的底面積；
（4）由木塊的邊長可以求出木塊的體積；
（5）由木塊的體積與密度可以求出木塊的重力；
（6）由浮力與重力相等可以求出木塊所受的浮力；
（7）由木塊邊長與浸在水中深度的關(guān)系，可以求出排開水的體積或者由浮力求出木塊排開水的體積；
（8）由重力可以求出木塊的質(zhì)量．

解答：解：由題知：ρ_木=0.6×10³kg/m³；h₁=3cm=0.03m；ρ_水=1.0×10³kg/m³；
（1）木塊下表面受到水的壓強：P_下=ρ_水gh₁=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.03m=300Pa；
（2）木塊的邊長l：
     因為木塊漂浮在水面上，所以F_浮=G_木；    
     則ρ_水V_排g=ρ_木V_木g；
     即：

V排

V木

=

s?h1

s?l

=

ρ木

ρ水

=

0.6×103kg/m3

1.0×103kg/m3

=

3

5

；
     所以：l=5cm；
（3）木塊的底面積：s=l²=（5cm）²=25cm²；
（4）木塊的體積：V=l³=（5cm）³=125cm³；
（5）木塊的重力：G=ρ_木V_木g=0.6×10³kg/m³×1.25×10^-4m³×10N/kg=0.75N；
（6）木塊所受的浮力：F_浮=G=0.75N；
（7）木塊排開水的體積：V_排=

3

5

V木=75cm³；
     或者：V_排=

F浮

ρ水g

=

0.75N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=75cm3；
（8）木塊的質(zhì)量：m=

G

g

=

0.75N

10N/kg

=0.075kg．
答：木塊下表面受到水的壓強為300Pa；木塊邊長為5cm；木塊底面積為25cm²；木塊的體積為125cm³；木塊的重力為0.75N；木塊所受的浮力為0.75N；木塊排開水的體積為75cm³；木塊的質(zhì)量為0.075kg．

點評：考查了浮力、重力、壓強等知識，綜合性比較強，計算過程與答案不唯一，屬開放型題目，看學(xué)生對所學(xué)的知識掌握的是否靈活．