Question

15．如图所示，台秤的托盘上放一个装有水的平底烧杯，一个不吸水的木块用细线系在烧杯底浸没于水中．剪断细线后，木块上浮至最后静止位置的过程中木块所受浮力将变小．木块最终静止时和细线剪断前相比较，杯底受到的压力将变小，台秤的读数将不变．

Answer 1

分析 （1）对木块进行受力分析，利用力的合成分析剪断细线前后，木块所受的浮力与木块的重力的关系；
（2）木块浸入水中，此时木块受到的浮力是大于重力，当绳子剪断后，木块上浮，最后漂浮在水面上，分析水位的升降．由p=ρgh分析容器底部受到的压强，再由p=$\frac{F}{S}$分析容器底部受到的压力；
（3）把烧杯、水和木块作为一个整体，分析剪断细线前后台秤的读数．

解答 解：（1）木块被用细线拉着浸没在水中，木块受到竖直向下的重力和拉力，以及竖直向上的浮力，浮力等于木块的重力加上绳子对它的拉力，剪断细线后，木块上浮至最后静止时，处于漂浮状态，此时浮力等于其重力，故木块上浮至最后静止位置的过程中木块所受浮力将变小；
（2）木块浸入水中，此时木块受到的浮力是大于重力的，当绳子剪断后，木块漂浮在水面上，水位会下降．由p=ρgh可知，容器底部受到的压强变小，则由p=$\frac{F}{S}$可得，容器底部受到的压力会减小；
（3）把烧杯、水和木块作为一个整体，台秤称的是容器里面的所有重力，在木块上浮的过程中，台秤示数增大；木块漂浮时，台秤示数再变回原来的示数，故台秤示数是不变的．
故答案为：变小；变小；不变．

点评 此题考查了阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用、力的合成与应用、力的作用的相互性等知识点，综合性较强，把烧杯、水和木块作为一个整体，分析剪断细线前后托盘受到的压力大小是解决问题的关键．有一定的难度．