國中教育會考
106年
自然
第 42 題
如圖(二十六)所示，一正立方體木塊，密度為0.6 g/cm³，置於裝有500 mL水的玻璃杯中，此時木塊靜止浮於水面，若在此玻璃杯中，再加入500 mL的油，發現液面上升，但木塊仍靜止浮於液面。已知油與水互不相溶，且油的密度為0.8 g/cm³，則關於加入油前後的變化，下列敘述何者正確？
- A 木塊沒入液體中的體積變小
- B 木塊沒入液體中的體積變大
- C 木塊在液體中所受的浮力變小
- D 木塊在液體中所受的浮力變大
思路引導 VIP
首先，木塊在加入油前後都處於「靜止浮於液面」的狀態，這代表這兩個階段木塊所受到的「浮力」大小，與它自身的「重量」分別有什麼樣的關係呢？接著，請比較一下液體密度的變化：原本只有密度較大的水 ($1.0\text{ g/cm}^3$) 在支撐木塊，後來多了密度較小（比水輕）的油 ($0.8\text{ g/cm}^3$)。當液體變「輕」了，為了要產生足夠支撐木塊重量的浮力，你覺得木塊沒入液體中的體積需要如何變化，才能維持平衡呢？
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【又是這種低級錯誤？醒醒吧！】
- 迷思破解：選 (D) 的你是想幫木塊增重嗎？ 選 (D) 代表你覺得浮力變大了。我看你連「浮體」的基本定義都還給老師了！木塊不論是在純水還是加入油後，始終保持靜止浮於液面。根據力平衡，浮體受到的浮力永遠等於其自身的重量：
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浮力與沉浮原理
💡 物體漂浮時，浮力等於其物重，與液體總體積無關。
| 比較維度 | 加入油前 (純水) | VS | 加入油後 (水與油) |
|---|---|---|---|
| 受力平衡狀態 | 靜止漂浮 | — | 靜止漂浮 |
| 浮力大小 | 等於木塊重量 | — | 等於木塊重量 (不變) |
| 沒入液體總體積 | 較小 (因水密度大) | — | 較大 (因油密度較小) |
💬漂浮時浮力不變，但因油密度小於水，木塊需沒入更多體積以維持浮力。
