题目内容

如图所示,密度为0.6×103千克/米3、体积为10-3米3的正方形木块,用一条质量可忽略的细绳,两端分别系于木块底部中心和柱形容器的中心,细绳对木块的最大拉力为3牛,容器内有一定质量的水,木块处于漂浮,但细绳仍然松软,对木块没有拉力(取g=10牛/千克).

求:

(1)木块浸入水中的体积多大?

(2)向容器内注水(容器容量足够大)直到细绳对木块的拉力达到最大值,在细绳处于断裂前一瞬间,停止注水,此时木块浸入水中的体积多大?

(3)细绳断裂后,木块再次漂浮,若柱形容器底面积为2×10-2米2,此时容器里的水面与细绳断裂前一瞬间的水面相比,高度变化了多少?

答案:
解析:

  (1)∵木块漂浮水面

  ∴F浮=G木=ρ木gV木

  =0.6×103千克/米3×10牛/千克×10-3米3=6牛

  又∵F浮=G排=ρ水gV排

  ∴V排=

  =

  =6×10-4米3

  (2)当F拉=3牛时

  =G木+F拉=6牛+3牛=9牛

  =

  =

  =9×10-4米3

  (3)∵木块再次漂浮

  ∴=V排=6×10-4米3

  ΔV排=-=9×10-4米3-6×10-4米3=3×10-4米3

  由于<所以水平面下降

  水面下降高度

  Δh==

  =1.5×10-2米


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