Question

1．如图所示，重为5N、体积为ldm³的正方体木块A，在水中处于静止状态，此时绳的拉力为5N，若绳子突然断了，木块上浮最后漂浮在水面上，此时木块下表面所受水的压强500Pa．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）由于木块在水中处于静止状态，则排开水的体积与木块体积相等，利用F_浮=ρ_水V_排g求木块受到的浮力，此时木块受到的浮力加上拉力等于木块重力，即F_浮+F=G_木，据此求出拉力；
（2）漂浮在水面上，根据漂浮条件和阿基米德原理求出木块浸没的体积，根据木块的体积求出边长继而求出浸没的深度，利用液体压强公式求出所受水的压强．

解答 解：
（1）木块体积V=ldm³=0.001m³，
由于木块在水中处于静止状态，则V_排=V=0.001m³，
则F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×0.001m³×10N/kg=10N；
由于此时木块受到的浮力等于木块重力加上拉力，即F_浮=G_木+F，
则拉力F=F_浮-G_木=10N-5N=5N；
（2）若绳子突然断了，木块上浮最后漂浮在水面上，则F_浮′=G_木，即ρ_水V_排′g=G_木，
所以，V_排′=$\frac{{G}_{木}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1.0×{10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³；
木块的边长L=$\sqrt{V}$=$\sqrt{0.001{m}^{3}}$=0.1m，
则下表面的深度h′=$\frac{{V}_{排}′}{{L}^{2}}$=$\frac{5×{10}^{-4}{m}^{3}}{（0.1{m）}^{2}}$=0.05m，
所以，下表面受水的压强p=ρgh′=1×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa．
故答案为：5；500．

点评 本题为力学综合题，考查了学生对密度公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件、液体压强公式的掌握和运用，利用了受力分析，知识点多、综合性强．