题目内容
【题目】如图甲所示,用细线系住一圆柱形物体使其浸入水槽内的水中,当圆柱体有的体积露出水面时,细线施加的拉力恰好为3N。如图乙所示,用细线将该圆柱体拉入水槽内的水中,当细线施加的拉力为圆柱体所受重力的时,圆柱体有的体积浸在水中。若要使图乙所示状态下的圆柱体全部没入水中,求圆柱体静止时绳子向下的拉力。
【答案】4N
【解析】
当圆柱体处于甲状态时,受力情况如下图所示
则有
F甲+F浮甲=G
①
当圆柱体处于乙状态时,受力情况如下图所示
则有
F浮乙=G+F乙
②
③
解①②③得
V=8×10-4m3
ρ=0.5×103kg/m3
所以当圆柱体全部没入水中,圆柱体静止时,绳子向下的下的拉力应为
F=F浮-G=ρ水gV-ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3-0.5×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=4N
答:圆柱体静止时绳子向下的拉力是4N。
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