边长为10cm的正方体木块,漂浮在水面上,露出水面体积与浸在水中的体积比为2:3,如图甲所示;将木块从水中取出,放入另一种液体中,并在木块上表面放一重为2N的小铁块,静止时,木块上表面恰好与液面相平,如图乙所示。求:
(1)图甲中木块所受浮力大小;
(2)图乙中液体的密度;
(3)图乙中木块下表面所受压强的大小。
解:(1)由题可知,木块的体积:V木=(10×10﹣1)3m3=10﹣3m3,
露出水面体积与浸在水中的体积比为2:3,则V排=V木=×10﹣3m3,
由阿基米德原理可得:
F浮=ρ水V排g=1.0×103kg/m3××10﹣3m3×10N/kg=6N;
(2)木块的重力:G木=F浮=6N,
木块表面上放一重2N的铁块,当它静止时,F'浮=G总,
即ρ液V木g=G木+G铁,
液体的密度:ρ液===0.8×103kg/m3。
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强:p=ρ乙gh=0.8×103kg/m3×10N/kg×0.1m=800Pa。
答:(1)图甲中木块受的浮力为6N;
(2)图乙中液体的密度为0.8×103kg/m3;
(3)图乙中木块下表面受到液体的压强为800Pa。