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)正方体物块下表面受到的压强

(2)正方体物块上下表面受到的压力差

(3)放手后，正方体物块最终静止时受到的浮力（g取10N／kg)

Answer

（1）3×103Pa （2）10N （3）5N

【解析】

(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=1.0×103kg/m3×10 N/kg×0.3m=3×103Pa

(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=103cm3=10－3m

F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1.0×103kg/m3×10N/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。