Question

1．一边长为10cm，密度为0.8g/cm³的正方体木块，用细线置于容器的水中，如图所示，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，木块静止时，木块受到的浮力大小？

Answer 1

分析 （1）知道木块的边长可求体积，物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，根据阿基米德原理求出受到的浮力；
（2）知道木块的体积和密度，根据ρ=$\frac{m}{V}$求出质量，再根据G=mg求出受到的重力，绳子的拉力等于木块受到的浮力减去受到的重力；
（3）木块的密度小于水的密度，剪短细绳静止时木块处于漂浮状态，受到的浮力和自身的重力相等．

解答 解：（1）木块的体积：
V_木=L³=（10cm）³=1000cm³=1×10^-3m³，
因木块浸没在水中，排开水的体积等于其体积，
所以，木块浸没在水中所受浮力：
F_浮=ρ_水gV_木=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-3m³=10N；
（2）由ρ=$\frac{m}{V}$可得，木块的质量：
m=ρV=0.8×10³kg/m³×1×10^-3m³=0.8kg，
木块所受的重力：
G=mg=0.8kg×10N/kg=8N，
则细线的拉力：
F=F_浮-G=10N-8N=2N；
（3）因木块的密度小于水的密度，
所以，剪短细绳静止时木块处于漂浮状态，
则受到的浮力F_浮′=G=8N．
答：（1）木块所受的浮力为10N；
（2）细线的拉力为2N；
（3）细线剪断后，木块静止时，木块受到的浮力为8N．

点评 本题考查了阿基米德原理和密度公式、重力公式、物体浮沉条件的应用，要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等．