如图甲所示,把边长为0.1m的正方体木块放入水中,静止时有2/5的体积露出水面,然后在其上表面放一块底面积为2.0×10-3m2的小柱体,如图乙所示,静止时方木块刚好能全部浸入水中.(g=10N/kg)求:
(1)甲图中木块受到的浮力?
(2)木块的密度?
(3)小柱体放在木块上面时对木块的压强?
解:
(1)木块的体积:
V=(0.1)3=10-3(m3)
木块排开水的体积:
V排=(1-2/5)V=3×10-3/5=0.6×10-3(m3)
木块受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1. 0×103×10×0.6×10-3
=6(N)
(2)木块的重力:根据物体漂浮的条件可知
G=F浮=6(N)
木块质量:
m=G/g=6/10=0.6(kg)
木块的密度:
ρ=m/V=0.6/10-3=0.6×103(kg/m3)
(3)此时物体排开水的体积为:
V排’=V=10-3(m3)
此时受到的浮力:
F浮’=ρ水gV排’=1.0×103×10×10-3
=10(N)
小柱体的重力:
G’+G=F浮’
G’=F浮’-G=10-6=4(N)
小柱体对木块施加的压强:
p=F’/S’=G’/S’=4/(2.0×10-3)
=2000(Pa)
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