如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形薄壁容器（容器壁厚度忽略不计），容器中装有质量为0.5kg的水．现将一个质量分别均匀、体积为5.0×10-5m3的物块（不吸水）放入容器中

Question

如图甲所示，水平面上有一底面积为5.0×10^-3m²的圆柱形薄壁容器（容器壁厚度忽略不计），容器中装有质量为0.5kg的水．现将一个质量分别均匀、体积为5.0×10^-5m³的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，物块浸入水中的体积为4.0×10^-5m³．（水的密度ρ_水=1.0×10³kgm³）求：

（1）物块受到的浮力大小．
（2）物块的密度．
（3）用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中（水未溢出），如图乙，此时水对容器底的压强．

Answer 1

（1）已知V_排=4.0×10^-5m³，
则F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-5m³=0.4N．
（2）由于物块漂浮在水面上，则物块的重力G=F_浮=0.4N，
则质量m=(G)/(g)=(0.4N)/(10N/kg)=0.04kg；
物块的密度ρ=(m)/(V)=(0.04kg)/(5.0×10-5m3)=0.8×10³kg/m³；
（3）由ρ=(m)/(V)得，水的体积为V_水=(m水)/(ρ水)=(0.5kg)/(1.0×103kg/m3)=5×10^-4m³，
物块使其恰好完全浸没在水中，水和物块的总体积V=V_水+V_物=5×10^-4m³+5×10^-5m³=5.5×10^-4m³
则水的深度为h=(V)/(S)=(5.5×10-4m3)/(5.0×10-3m2)=0.11m，
所以水对容器底的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.11m=1.1×10³Pa．
答：（1）物块受到的浮力大小为0.4N；
（2）物块的密度为0.8×10³kg/m³；
（3）此时水对容器底的压强1.1×10³Pa．