Question

有邊長(zhǎng)為a的正方體木塊A和未知邊長(zhǎng)的正方體石塊B．已知ρ_水=1.0×10³kg/m³．現(xiàn)把A放入盛有足夠深的水的容器中，靜止后有露出水面（如圖甲所示）．請(qǐng)解答以下問題：
（1）求木塊的密度ρ_木
（2）若把B輕放到A上，靜止時(shí)A剛被浸沒（如圖乙所示），若B的密度ρ_石=ρ_水，求B的邊長(zhǎng)b；
（3）若把A、B用輕繩連接后，A上B下地送入水中被水浸沒（如圖丙所示），然后釋放．請(qǐng)分析釋放后它們上浮還是下沉？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)物體的浮沉條件可知，木塊受到的浮力和本身的重力相等，再根據(jù)密度公式和阿基米德原理求出木塊的密度；
（2）根據(jù)平衡狀態(tài)可知A、B的總重力等于A受到的浮力，再根據(jù)密度公式和阿基米德原理求出B的邊長(zhǎng)；
（3）求出釋放時(shí)，A、B物體受到的浮力和重力，根據(jù)物體的浮沉條件判斷釋放后它們上浮還是下沉．
解答：解：（1）因木塊漂浮，所以G_木=F_浮，
即ρ_木ga³=ρ_水g×（1-）a³
∴ρ_木=ρ_水=×1.0×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³；
（2）因把B輕放到A上靜止時(shí)處于漂�。�所以A、B的總重力等于A受到的浮力，
則G_木+G_石=F'_浮
即ρ_木ga³+ρ_石gb³=ρ_水ga³，
把ρ_木=ρ_水、ρ_石=ρ_水代入上式解得：b³=a³，解得b=a；
（3）剛釋放時(shí)，A、B受到的浮力為：
F_浮=ρ_水ga³+ρ_水gb³=ρ_水ga³+ρ_水g×a³=ρ_水ga³
A、B的總重為：
G=ρ_木ga³+ρ_石gb³=ρ_水ga³+ρ_水g×=ρ_水ga³
所以F_浮＞G
故釋放后它們上浮．
答：（1）木塊的密度為0.8×10³kg/m³；（2）B的邊長(zhǎng)為a；（3）釋放后它們會(huì)上�。�
點(diǎn)評(píng)：本題考查了體積、密度的計(jì)算，物體浮沉條件的應(yīng)用，阿基米德原理的計(jì)算等，因題中條件已給出，所以難度不大，是一道難易適中的習(xí)題．