张老师在研究浮力产生原因时，做了如下实验，图1是由容器A和B构成的连通器，B容器底的中间部分有一个面积为80cm2方形孔，将密度为0.6g/cm3、边长为10cm的正方体木块放在B容器中，且把容器

Question

张老师在研究浮力产生原因时，做了如下实验，图1是由容器A和B构成的连通器，B容器底的中间部分有一个面积为80cm²方形孔，将密度为0.6g/cm³、边长为10cm的正方体木块放在B容器中，且把容器底的正方形孔密合覆盖，然后向B容器缓慢注入15cm深的水，发现木块没有上浮，静止在B容器底部．
（1）求B容器中水对木块压力的大小和方向（g=10N/kg）；
（2）为使B容器中的木块上浮，至少需要在A容器中注入距离B容器底多深的水？

Answer 1

（1）木块上表面受到水的压强为p=ρgh=1000kg/m³×10N/kg×（0.15m-0.1m）=500Pa，
上表面所受水的压力为：F=pS=500Pa×0.01m²=5N，方向：垂直上表面向下；
（2）木块的重力为G=mg=ρ_木Vg=0.6×10³kg/m³×0.001m³×10N/kg=6N，
则为使B容器中的木块上浮，至少A中所注入的水所产生的向上的压力F₁=5N+6N=11N，
A中水所要产生的压强应为p₁=(F1)/(S)=(11N)/(80×10−4m2)=1375Pa
因此A中水的深度为h₁=(p1)/(ρ水g)=(1375Pa)/(1000kg/m3×10N/kg)=0.1375m=13.75cm．
答：（1）B容器中水对木块压力的大小5N和方向垂直上表面向下；
（2）为使B容器中的木块上浮，至少需要在A容器中注入距离B容器底13.75cm深的水．