如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10-3m2的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5.0×10-5m3的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4.0×10-5

Question

如图甲所示，水平桌面上有一底面积为5.0×10^-3m²的圆柱形容器，容器中装有一定量的水，现将一个体积为5.0×10^-5m³的物块（不吸水）放入容器中，物块漂浮在水面上，浸入水中的体积为4.0×10^-5m³．求：

（1）物块受到的浮力；
（2）物块的质量；
（3）如图乙所示，用力F缓慢向下压物块，使其恰好完全浸没在水中（水未溢出）．此时水对容器底的压强比物块被下压前增加了多少？

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；
（3）物块使其恰好完全浸没在水中，排开水的体积变化：△V=V_物-V_排=5×10^-5m³-4×10^-5m³=1×10^-5m³
则水的深度变化为：△h=(△V)/(S)=(1×10-5m3)/(5.0×10-3m2)=0.002m，
所以水对容器底的压强：
p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.002m=20Pa．
答：（1）物块受到的浮力大小为0.4N；
（2）物块的质量为0.04kg；
（3）水对容器底的压强比物块被下压前增加了20pa．