Question

13．一边长为10cm，密度为0.6×10³kg/m³的正方体木块，用细线置于容器的水中，如图所示，求：（ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）
（1）木块所受的浮力大小；
（2）细线的拉力大小．

Answer 1

分析 （1）已知木块体积（排开水的体积），利用阿基米德原理求所受浮力；
（2）知道木块的体积密度，根据密度公式求出木块的质量，根据G=mg求出重力，木块受到浮力和重力、绳子的拉力处于平衡状态，根据力的平衡条件求出绳子对木块的拉力．

解答 解：（1）由于木块完全浸没水中，则V_排=V=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³，
木块受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-3m³=10N；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，木块的质量：
m=ρ_木V=0.6×10³kg/m³×1×10^-3m³=0.6kg，
木块受到的重力：
G=mg=0.6kg×10N/kg=6N，
因木块受到浮力和重力、绳子的拉力处于平衡状态，
所以，F_浮=F_拉+G，
则绳子对木块的拉力：
F_拉=F_浮-G=10N-6N=4N．
答：（1）木块所受的浮力大小为10N；
（2）细线的拉力大小为4N．

点评 本题考查了学生对压强公式、阿基米德原理、密度公式和重力公式以及力平衡条件的应用，计算过程要注意单位的换算．