Question

【题目】某实验小组用一个高为25cm横截面积为100cm2的圆柱体泡沫塑料A、小铝丝和LED小电筒等制作了航标指示灯模型，如图所示，航标指示灯模型重为6N．A底部用细绳与浮子B（始终浸没在水中）相连，浮子B重1N．若水位上升时，浮子B可下降；若水位下降时，浮子B可上升，使航标灯静止时竖直且圆柱体泡沫在水面以下的高度始终为10cm．当航标灯静止时（不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，ρ水＝1.0×103千克/米3，g＝10牛/千克）．求：

（1）航标指示灯模型受到水的浮力是多少？

（2）A底部受到细绳的拉力为多大？

（3）浮子B体积应为多大？

Answer 1

【答案】（1）10N（2）4N（3）5×10-4m3

【解析】

（1）．∵使航标灯静止时竖直且圆柱体泡沫在水面以下的高度始终为10cm。

∴泡沫塑料A排开水的体积为：

V排=Sh=100cm2×10cm=1000cm3=1×10﹣3m3，

模型受到水的浮力：

F浮A=G排=ρgV排=1×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3=10N；

（2）．∵航标灯静止，泡沫塑料A受到的重力、浮力和绳子的拉力作用，

∴A受到的绳子的拉力：

FA=F浮A-G=10N-6N=4N；

（3）．绳子对B向下的拉力为：FB=FA=4N，

浮子B受到的浮力为：F浮B=GB+FB=1N+4N=5N，

浮子B的体积为：

VB=V排B==5×10-4m3。

答：（1）．泡沫塑料A受到的浮力为10N；

（2）．A底部受到细绳的拉力为4N；

（3）．浮子B的体积应为5×10-4m3。