Question

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

（1）3×10³Pa （2）10N （3）5N

(1)物塊下表面距離水面的深度h=10cm+20cm=30cm=0.3m
物塊下表面受到的壓強P＝ρgh=1.0×10³kg/m³×10 N/kg×0.3m=3×10³Pa
(2)根據(jù)浮力產生的原因可知，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^－3m
F_浮＝ρ_水gV_排＝ρ_水gV_物＝1.0×10³kg/m³×10N/kg×10^－3m3=10N
(3)物塊的質量m_物=500g=0.5kg
物塊的重力G_物=m_物g=0.5kg×10N/kg =5N．
因為F_浮> G_物，所以放手后物塊會上浮，最終漂浮在水面
根據(jù)二力平衡的條件，F(xiàn)_浮＝ G_物=5N
試題分析：物塊下表面受到的壓強用p=ρgh計算。正方體物塊上下表面受到的壓力差即浮力，可用F_浮=ρ_水V_排g計算，放手后，正方體物塊最終靜止時受到的浮力用浮沉條件計算。