实心正方体木块(不吸水)漂浮在水面上,此时浸入水中的体积为总体积的4/5,如图甲所示。如在木块上轻轻放上一块重16N的铁块,静止后,木块上表面刚好与水面相平,如图乙所示(g取10N/kg)。求:
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(1)木块的密度;
(2)木块的体积;
(3)木块上放置铁块后与未放置铁块相比,木块下表面受到水的压强增大多少?
解:(1)由于木块漂浮,则有F浮=G木,即ρ水gV排=ρ木gV木,
所以ρ水gV木=ρ木gV木,解得ρ木=0.8×103kg/m3
(2)木块上放小铁块后,木块浸没水中,此时V排=V木,
由于整个物体仍漂浮,则总浮力要等于木块的重力和铁块重力的和,
故有F浮=G木+G铁,即ρ水gV木=ρ木gV木+16N,
代入值V木=0.8×10-3m3
(3)木块的边长为a=,
木块浸入4/5体积时其下表面受到的压强为:P1=ρ水gV木,
而全部浸入水中时木块底部受到的水的压强为:P2=ρ水gV木,
故前后两种情况下木块底部受到水的压强增大了:g(V木-
V木)=1000kg/m3×10N/kg×
V木=400Pa。
答:木块的密度0.8×103kg/m3,体积0.8×10-3m3,压强增大了400Pa。