Question

10．一个木球的体积为500cm³，质量为300g，用细线栓在容器的底部，加入清水使它全部浸入水，如图所示．求：
（1）木球的密度为多少？
（2）木球在水中受到的浮力是多少？
（3）细线受到的拉力是多少？

Answer 1

分析 （1）已知木球的体积和质量，利用密度公式即可求得木球的密度；
（2）木块浸没水中，排开水的体积等于木块的体积，根据阿基米德原理计算浮力大小；
（3）木块处于平衡状态，对木块进行受力分析，木块受到拉力、重力和浮力作用，关系为F_浮=G+F_拉，据此计算出拉力大小．

解答 解：（1）木球的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{300g}{500c{m}^{3}}$=0.6g/cm³=0.6×10³kg/m³，
（2）木块完全浸没，V_排=V_木，根据阿基米德原理得：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV_木=1.0×10³kg/m³×10N/kg×500×10^-6m³=5N；
（3）木块的重力G=mg=300×10^-3kg×10N/kg=3N；
此时木块受到三个力的作用，向上的是浮力，向下的重力和拉力，即F_浮=G+F_拉；
故F_拉=F_浮-G=5N-3N=2N；
答：（1）木球的密度为0.6×10³kg/m³；
（2）木球在水中受到的浮力是5N；
（3）细线受到的拉力是2N．

点评 该题考查了阿基米德原理、重力公式、密度公式、悬浮条件、物体受力分析等知识应用，综合性较强，有一定难度．