如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的45（g取10N/kg）．（1）求木块所受到的浮力大小；（2）若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面

Question

如图所示，已知重为10N的长方体木块静止在水面上，浸入在水中的体积占木块总体积的(4)/(5)（g取10N/kg）．
（1）求木块所受到的浮力大小；
（2）若木块下表面所处的深度为0.2米，求木块下表面受到水的压强；
（3）若要将木块全部浸没水中，求至少需要施加多大的压力．

Answer 1

（1）因为木块漂浮在水面上，
所以受到的浮力F_浮=G_木=10N；
（2）所处0.2m水深度木块的下表面受到的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.2m=2000Pa．
（3）根据F_浮=ρ_水gV_排可知，
浸入水中的体积即为排开液体的体积：
V_排=(F浮)/(ρ水g)=(10N)/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1×10^-3m³；
因为V_排=(4)/(5)V_木；所以V_木=(5)/(4)V_排=(5)/(4)×1×10^-3m³=1.25×10^-3m³；
木块全部浸没时受到水的浮力：
F′_浮=ρ_水gV_木=1×10³kg/m³×10N/kg×1.25×10^-3m³=12.5N；
因为F_浮′=G_木+F，
所以压力F=F_浮′-G_木=12.5N-10N=2.5N．
答：
（1）木块所受到的浮力为10N；
（2）木块下表面受到水的压强为2000Pa；
（3）要将木块全部浸没水中，需要施加的压力为2.5N．