Question

（2013?江西）用手將一個質量為500g、邊長為10cm的正方體物塊浸沒于水中，使物塊上表面離水面20cm．
求：（1）正方體物塊下表面受到的壓強．
（2）正方體物塊上下表面受到的壓力差．
（3）放手后，正方體物塊最終靜止時受到的浮力．（g取10N/kg）

Answer 1

分析：（1）根據物塊上表面離水面20cm，利用液體壓強公式P=ρgh可直接求出物體下表面受到水的壓強；
（2）根據浮力產生的原因：物塊上下表面受到的壓力差，再根據F_浮=ρgV_排即可求得．
（3）物體所受的浮力等于排開的水的重力；根據浮力和重力的大小關系，判斷物體最后的狀態(tài)，得出浮力的大�。�

解答：解：（1）物體下表面距水面h=10cm+20cm=30cm=0.3m，
則物體下表面受到水的壓強是P=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.3m=3×10³Pa；
（2）根據浮力產生的原因：物塊上下表面受到的壓力差，F_向上-F_向下=F_浮，
物塊的體積V_物=10³cm³=10^-3m³，
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^-3m³=10N，
（3）物塊的重力G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
物體完全浸沒，所受浮力等于排開的水所受的重力，為10N；
此時浮力大于重力，所以放手后，物體上浮，最后漂浮，浮力等于自身的重力，為5N．
答：（1）正方體物塊下表面受到的壓強為3×10³Pa；
（2）正方體物塊上下表面受到的壓力差為10N．
（3）放手后，正方體物塊最終靜止時受到的浮力為5N．

點評：本題考查了學生對液體壓強公式、阿基米德原理的掌握和運用，難易程度適中，適合學生的訓練．關于物體受到的浮力，有兩種解法：①利用上下表面受到的水的壓力差求解，②利用阿基米德原理求解．計算時要注意單位的統(tǒng)一．