Question

【题目】如图所示，一边长为l0cm，密度为0.6g/cm3的正方体木块，用细线系着置于容器内的水中，g=10N/kg．求：

（1）木块所受的浮力大小．
（2）细线的拉力大小．
（3）细线剪断后，当木块静止时，木块露出水面的体积．

Answer 1

【答案】
（1）解：由于木块完全浸没在水中，所以V排=V=（10cm）3=1000cm3=1×10﹣3m3，

木块所受的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N；

（2）解：根据G=mg和ρ= 可得，木块的重力：G木=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N．

对木块进行受力分析可知，木块受到重力、浮力和拉力的作用，

根据力的平衡可知，F浮=F拉+G，

所以，绳子对木块的拉力：F拉=F浮﹣G=10N﹣6N=4N；

（3）解：细线剪断后，当木块静止时，木块处于漂浮状态，则 =G=6N，

根据F浮=ρ水gV排可得，木块排开水的体积： = = =6×10﹣4m3，

木块露出水面的体积V露=V﹣ =1×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=4×10﹣4m3．

【解析】（1）已知正方体木块的边长，可以计算出体积（排开水的体积），利用阿基米德原理求所受浮力；（2）木块受浮力等于拉力加上重力，据此求绳子对木块的拉力；（3）根据物体漂浮条件得出细线剪断后，木块受到的浮力，然后根据F浮=ρ水gV排求出木块排开水的体积，总体积减去排开水的体积即为木块露出水面的体积．
【考点精析】通过灵活运用阿基米德原理和物体的浮沉条件及其应用，掌握阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物体的浮沉条件：浸没在液体中的物体 F浮＞G 时上浮，F浮 = G 时悬浮，F浮 ＜G 时下沉．物体浮沉条件的应用举例：（1）轮船（2）潜水艇（3）气球（4）飞艇、热气（5）密度计（密度计的刻度是从上到下刻度变大，刻度不均匀，且刻度无单位．）即可以解答此题．