Question

13．一重為6N，體積為10^-3m³的木塊，用細線置于容器的水中，如圖所示，
（1）木塊所受的浮力大小？
（2）細線的拉力大��？
（3）細線剪斷后，木塊靜止時，木塊露出水面的體積是多少？

Answer 1

分析 （1）已知木塊的體積，則就可以知道它浸沒時排開水的體積，那么知道了V_排和水的密度，則可以根據(jù)阿基米德原理公式就可以算出木塊浸沒在水中時受到的浮力；
（2）根據(jù)F=G-F_浮計算出拉力的大��；
（3）由題意可知，剪斷細線后，木塊時漂浮在水面上的，則F_浮=G；知道了木塊受到的浮力大小，就可以根據(jù)阿基米德原理公式的變形式算出此時木塊在水中的體積，最后即可求出露出的體積．

解答 解：（1）木塊浸沒在水中時受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-3m³=10N；
（2）細線的拉力F=F_浮-G=10N-6N=4N；
（3）因為木塊浸沒在水中時的浮力大于木塊的重力，
所以剪斷細線后，木塊會上浮直至漂浮在水面上，
由于漂浮，所以F_浮=G=6N，
由F_浮=ρ_液gV_排得，木塊浸入水中的體積：
V_浸=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{6N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6×10^-4m³；
則V_露=V-V_浸=1.0×10^-3m³-6×10^-4m³=4×10^-4m³．
答：（1）（1）木塊所受的浮力為10N．
（2）細線的拉力為4N．
（3）剪斷細線后，木塊處于靜止時，木塊露出水面的體積為4×10^-4m³．

點評 本題考查了阿基米德原理、物體的浮沉條件及其應(yīng)用，本題中的第（2）問要把握漂浮時，物體受到的浮力等于重力．