Question

16．如图所示，体积为500cm³的长方体浸没在装有水的柱形容器中，细线对木块对木块的拉力为2N，如图所示，（取g=10N/kg），求：
（1）木块受到水的浮力．
（2）木块的重力．
（3）木块的密度．
（4）若剪断细线待木块静止后漂浮在水面上，此时木块受到水的浮力．

Answer 1

分析 （1）根据阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排，可计算出木块所受浮力；
（2）由题木块静止在水中，受到平衡力作用，由此计算木块重力；
（3）已知木块体积，由ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$计算木块的密度；
（4）剪断细线待木块静止后漂浮在水面上，根据F_浮=G_木计算此时木块受到的浮力．

解答 解：
（1）木块浸没在水中，所以V_排=V_木=500cm³=5×10^-4m³，
木块受到水的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-4m³=5N；
（2）由题木块受到平衡力，则：G_木+F_拉=F_浮，
所以木块的重力：G_木=F_浮-F_拉=5N-2N=3N；
（3）木块的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{3N}{500×1{0}^{-6}{m}^{3}×10N/kg}$=0.6×10³kg/m³；
（4）木块静止后漂浮在水面上
所以F_浮=G_物=3N．
答：（1）木块受到水的浮力为5N；
（2）木块的重力3N；
（3）木块的密度0.6×10³kg/m³；
（4）若剪断细线待木块静止后漂浮在水面上，此时木块受到水的浮力为3N．

点评 本题考查了阿基米德原理、密度的计算和平衡力、浮沉条件的应用，考查的知识点多，综合性强，但难度不大，关键正确理解题意，灵活运用公式即可解题．