2.如圖所示,體積為V=200cm3的木塊在繩子拉力F=0.7N的作用下靜止在水中(g=10N/kg,ρ=1.0×103k/gm3)繩子重力不計,求:
(1)木塊此時受到的浮力;
(2)木塊的重力;
(3)剪斷繩子,木塊靜止時排開水的體積.

分析 (1)木塊完全浸沒在水中時,排開水的體積等于木塊的體積,利用阿基米德原理求受到的浮力;
(2)木塊在繩子拉力的作用下靜止在水中,受到豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力作用,據(jù)此求出木塊的重力;
(3)先判斷剪斷繩子后木塊的狀態(tài),木塊漂浮時所受的浮力等于它自身的重力,根據(jù)阿基米德原理求排開水的體積.

解答 解:
(1)木塊體積V=200cm3=2×10-4m3,
如圖,木塊完全浸沒在水中時,V=V=2×10-4m3,
受到的浮力為FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N.
(2)木塊在繩子拉力的作用下靜止在水中,受到豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力作用;
即:G+F=F
木塊的重力G=F-F=2N-0.7=1.3N.
(3)剪斷繩子,因為F>G
所以木塊上浮,靜止時會漂浮在水面上,
所以F′=G=1.3N,
由FVg得排開水的體積:
V′=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.3N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.3×10-4m3
答:(1)木塊此時受到的浮力為2N;
(2)木塊的重力為1.3N;
(3)剪斷繩子,木塊靜止時排開水的體積為1.3×10-4m3

點評 本題考查物體的浮沉條件和阿基米德原理的應(yīng)用,注意木塊在水中的浮力要利用阿基米德原理的推導(dǎo)公式FVg來計算,木塊漂浮時的浮力要利用物體的漂浮條件來求.

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