Question

13．一重为6N，体积为10^-3m³的木块，用细线置于容器的水中，如图所示，
（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，木块露出水面的体积是多少？

Answer 1

分析 （1）已知木块的体积，则就可以知道它浸没时排开水的体积，那么知道了V_排和水的密度，则可以根据阿基米德原理公式就可以算出木块浸没在水中时受到的浮力；
（2）根据F=G-F_浮计算出拉力的大小；
（3）由题意可知，剪断细线后，木块时漂浮在水面上的，则F_浮=G；知道了木块受到的浮力大小，就可以根据阿基米德原理公式的变形式算出此时木块在水中的体积，最后即可求出露出的体积．

解答 解：（1）木块浸没在水中时受到的浮力：
F_浮=ρ_液gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-3m³=10N；
（2）细线的拉力F=F_浮-G=10N-6N=4N；
（3）因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，
所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上，
由于漂浮，所以F_浮=G=6N，
由F_浮=ρ_液gV_排得，木块浸入水中的体积：
V_浸=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{6N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6×10^-4m³；
则V_露=V-V_浸=1.0×10^-3m³-6×10^-4m³=4×10^-4m³．
答：（1）（1）木块所受的浮力为10N．
（2）细线的拉力为4N．
（3）剪断细线后，木块处于静止时，木块露出水面的体积为4×10^-4m³．

点评 本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件及其应用，本题中的第（2）问要把握漂浮时，物体受到的浮力等于重力．