在一个平静的水池中，我们轻轻地将一块质量为3千克的木块放入水中。观察发现，当木块达到平衡状态时，其总体积的五分之三部分浸入水中。这一现象背后隐藏着怎样的物理原理呢？让我们一起探索。

首先，我们需要了解阿基米德原理，它指出任何浸入流体中的物体都会受到向上的浮力作用，这个浮力等于该物体排开流体的重量。对于木块而言，当它静止时，意味着所受的浮力正好等于它的重力。即：

\[ F_{\text{浮}} = G_{\text{木块}} \]

其中，\( G_{\text{木块}} = m_{\text{木块}} \cdot g \)，\( m_{\text{木块}} = 3 \, \text{kg} \)，\( g \) 为重力加速度（约为 \( 9.8 \, \text{m/s}^2 \)）。

接下来，我们计算木块的体积。假设木块的总体积为 \( V_{\text{总}} \)，则根据题目描述，浸入水中的体积为 \( \frac{3}{5}V_{\text{总}} \)。由于水的密度为 \( \rho_{\text{水}} = 1000 \, \text{kg/m}^3 \)，因此木块排开水的重量为：

\[ F_{\text{浮}} = \rho_{\text{水}} \cdot g \cdot \frac{3}{5}V_{\text{总}} \]

将上述公式代入阿基米德原理表达式，并结合木块的重力表达式，我们可以得到：

\[ \rho_{\text{水}} \cdot g \cdot \frac{3}{5}V_{\text{总}} = m_{\text{木块}} \cdot g \]

通过简化后可得：

\[ \rho_{\text{水}} \cdot \frac{3}{5}V_{\text{总}} = m_{\text{木块}} \]

进一步求解木块的总体积 \( V_{\text{总}} \)：

\[ V_{\text{总}} = \frac{m_{\text{木块}} \cdot 5}{3 \cdot \rho_{\text{水}}} \]

将已知数值代入：

\[ V_{\text{总}} = \frac{3 \cdot 5}{3 \cdot 1000} = 0.005 \, \text{m}^3 \]

这意味着木块的总体积为 \( 0.005 \, \text{m}^3 \)。同时，我们也可以计算出木块的实际密度：

\[ \rho_{\text{木块}} = \frac{m_{\text{木块}}}{V_{\text{总}}} = \frac{3}{0.005} = 600 \, \text{kg/m}^3 \]

由此可见，木块的密度仅为水密度的一半，这解释了为什么木块能够漂浮并且只有五分之三的部分浸入水中。这种现象反映了物体能否漂浮取决于其密度是否小于或等于周围液体的密度。

总结来说，通过分析这个简单的物理问题，我们不仅验证了阿基米德原理，还深入理解了物体浮沉的基本规律。希望这次探讨能激发大家对物理学的兴趣！