Question

物体A的体积是2×10^-3m³，将它放入水中，露出水面的体积是整个体积的四分之一，物体下表面距液面0.15m，如图所示．（g=10N/kg）
（1）物体A所受的浮力是多少？
（2）物体下表面受到的液体压强有多大？
（3）在A上放一个质量为多少的物体可以使A刚好全部浸入水中？

Answer

（1）先求出排开水的体积，再利用阿基米德原理的推导公式F浮=ρ水v排g求物体受到的浮力；
（2）知道物体下表面的深度，利用液体压强公式求下表面受到的压强；
（3）刚好全部浸入水中（v排′=v），求出此时物体的浮力，因为此时物体受到的浮力等于物体重加上物体A的重，据此求物体A的重，然后根据G=mg求出A的质量．
【解析】
（1）物体排开水的体积：
v排=v浸=v物-v露=v物=×2×10-3m3=1.5×10-3m3，
物体受到的浮力：
F浮=ρ水v排g=1×103kg/m3×1.5×10-3m3×10N/kg=15N；
（2）物体下表面受到的压强：
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.15m=1.5×103Pa；
（3）物体刚全浸入水排开水的体积：
v排′=v=2×10-3m3，
此时物体受到的浮力：
F浮′=ρ水v排′g=1×103kg/m3×2×10-3m3×10N/kg=20N；
∵F浮′=G+GA，
∴物体A的重GA=F浮′-G=20N-15N=5N，
物体A的质量：
mA===0.5kg．
答：（1）物体A所受的浮力是15N；
（2）物体下表面受到的液体压强有1.5×103Pa；
（3）在A上放一个质量为0.5kg的物体可以使A刚好全部浸入水中．