Question

（6分）如图甲所示，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中，如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象，若不计水的阻力（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³），求：

（1）石料全部没入水中时受到的浮力是多少？
（2）石料的体积是多少？
（3）石料的密度是多少？

Answer 1

（1）石料浸没水中时受到的浮力为500N；（2）石料的 体积为5×10^﹣2m³；（3）石料的密度是2.8×10³kg∕m³．

试题分析：（1）由图乙可知，
当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，即：F=G=1400N，g=10N/kg，石料的质量：
m_石=G/g=1400N/10N/kg=140kg，
当石块全浸入后，拉力F′=900N，等于重力减去浮力，则F_浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N；
（2）根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排，ρ_水=1.0×10³kg/m³得：
，
因为石料完全浸没，石料的体积：V_石=V_排=5×10^﹣2m³；
（3）石料的密度： 。