Question

4．木塊浮在水面時(shí)，露出水面的體積占總體積的$\frac{1}{5}$，己知木塊重10牛頓，若用繩子將木塊固定在水里，如圖，求繩子的拉力是多少牛？

Answer 1

分析 木塊漂浮時(shí)受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)阿基米德原理可知木塊完全浸沒時(shí)受到的浮力；當(dāng)木塊完全浸沒在水中，繩子對物體的拉力等于受到的浮力和自身重力的差值．

解答 解：木塊漂浮時(shí)有$\frac{1}{5}$的體積露出水面上，則排開液體的體積V_排=V-V_露=V-$\frac{1}{5}$V=$\frac{4}{5}$V，
由于木塊漂浮則受到的浮力：F_浮=G=10N，即ρ_水g×$\frac{4}{5}$V=10N，
所以，ρ_水gV=12.5N，
由于木塊完全浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等，
則木塊完全浸沒在水中時(shí)，受到的浮力F_浮′=ρ_水gV=12.5N，
此時(shí)細(xì)繩對木塊的拉力：
F=F_浮′-G=12.5N-10N=2.5N．
答：繩子的拉力是2.5N．

點(diǎn)評 本題考查了物體浮沉條件和阿基米德原理的應(yīng)用，知道物體完全浸沒時(shí)排開液體的體積和自身的體積相等以及浸沒時(shí)繩子的拉力等于浮力與重力的差值是關(guān)鍵．