分析 (1)木块浸没时排开水的体积和自身的体积相等,根据阿基米德原理求出木块此时受到的浮力;
(2)分析木块的受力情况,根据受力平衡时合力为零即可求出木块的重力;
(3)木块漂浮时所受的浮力等于它自身的重力,因此,求出重力即可得到浮力的大小,然后根据阿基米德原理求排开水的体积.
解答 解:(1)因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等,
所以,木块此时受到的浮力:
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×300×10-6m3=3N;
(2)木块浸没在水中时受三个力作用:竖直向下的重力G、竖直向下的拉力F、竖直向上的浮力F浮,
因木块静止,
所以,F浮=G+F,
则木块重力G=F浮-F=3N-1.8N=1.2N;
(3)因木块浸没在水中时,F浮>G,
所以,剪断绳子后木块最终会漂浮在水面上,
则静止时受到的浮力F浮′=G=1.2N,
由F浮=ρgV排可得,木块静止时排开水的体积:
V排′=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10-4m3,
此时露出水面的体积
V露′=V-V排′=3×10-4m3-1.2×10-4 m3=1.8×10-4m3.
答:(1)木块此时受到的浮力为3N;
(2)木块的重力为1.2N;
(3)剪断绳子后木块静止时露出水面的体积为1.8×10-4m3.
点评 本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,注意木块在水中的浮力要利用浮力的公式来计算,木块漂浮时的浮力要利用漂浮的条件来求.
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A. | ρ甲<ρ乙 F甲=F乙 | B. | ρ甲<ρ乙 F甲<F乙 | ||
C. | ρ甲>ρ乙 F甲=F乙 | D. | ρ甲>ρ乙 F甲>F乙 |
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