Question

如图所示，一个边长为a的立方体铁块从图甲所示的实线位置（此时该立方体的下表面恰与水面齐平），下降至图中的虚线位置，则图乙是反映人给铁块的拉力F大小和铁块下表面在水中的深度h关系的图象，（g=10N/kg）
求（1）铁块的重力．   （2）铁块浸没后所受的浮力．  （3）铁块的体积．

Answer 1

分析：（1）由题意“一个边长为a的立方体铁块从图甲所示的实线位置”可知，此时铁块还在空气中，由图象乙可知铁块的重力；
（2）根据公式F_浮=ρgV_排可知，物体排开水的体积越大，受到的浮力越大，完全浸没后物体排开水的体积不再变化，所受浮力不再变化．所以此时拉力为6N，
根据F_浮=G-F_拉可知铁块浸没后所受的浮力；
（3）根据（2）求得的浮力，利用F_浮=ρgV_排公式变形可求出V_排，因此时铁块全部浸没，所以求得的V_排=V_铁．

解答：解：（1）当铁块还在空气中时，此时拉力即为铁块的重力，即G=10N．
答：铁块的重力为10N．
（2）由图象乙可知，铁块浸没后的拉力为6N，则铁块浸没后所受的浮力F_浮=G-F_拉=10N=6N=4N．
答：铁块浸没后所受的浮力为4N．
（3）由F_浮=ρgV_排公式变形可得，V_排=

F浮

ρ水g

=

4N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=4×10^-4m³．
因此时铁块全部浸没，所以V_排=V_铁=4×10^-4m³．
答：铁块的体积为4×10^-4m³．

点评：本题考查浮力大小与物体浸入深度的关系，关键知道完全浸没前和完全浸没后的区别，还要知道影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积．能分析图象是本题的关键．