Question

【題目】如圖所示，有一木塊的體積為200cm3 ， 浸沒在水中且處于靜止?fàn)顟B(tài)，木塊受到繩子向下的拉力F為0.8N．（g=10N/kg、ρ水=1.0×l03kg/m3 ， 繩子重力忽略不計(jì)）求：
（1）木塊此時(shí)受到浮力；
（2）木塊的重力；
（3）剪斷繩子，木塊靜止時(shí)排開水的體積．

Answer 1

【答案】
（1）解：木塊浸沒在水中，則木塊排開水的體積：

V排=V=200cm3=2×10﹣4m3，

木塊此時(shí)受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N；

答：木塊此時(shí)受到浮力為2N；

（2）解：木塊在繩子拉力的作用下靜止在水中，受到豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力作用，

由三力平衡可得：G木+F=F浮，

則G木=F浮﹣F=2N﹣0.8N=1.2N；

答：木塊的重力為1.2N；

（3）解：因G木＜F浮，

所以，剪斷繩子后木塊靜止時(shí)處于漂浮狀態(tài)，

此時(shí)木塊受到的浮力F浮′=G木=1.2N，

根據(jù)阿基米德原理可得，此時(shí)木塊排開水的體積：

V排′= = =1.2×10﹣4m3．

答：剪斷繩子，木塊靜止時(shí)排開水的體積為1.2×10﹣4m3．

【解析】（1）木塊浸沒時(shí)排開水的體積和自身的體積相等，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力；（2）分析木塊的受力情況，根據(jù)受力平衡時(shí)合力為零即可求出木塊的重力；（3）木塊完全浸沒時(shí)受到的浮力大于自身的重力，剪斷繩子后其漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)阿基米德原理求出排開水的體積．
【考點(diǎn)精析】根據(jù)題目的已知條件，利用阿基米德原理和浮力大小的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)可以得到問題的答案，需要掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排．