Question

如图20所示，密度为0．6×10³kg/m³，体积为10^-3m³的正方体木块，用一条质量可忽略不计的细绳，两端分别系在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3N，容器内有一定质量的水，木块处于漂浮状态，但细绳仍然松软，对木块没有拉力。求：
(1)木块露出水面的体积有多大?
(2)向容器内注水(容器容量足够大)直至细绳对木块的拉力达到最大值，在细绳处于断裂后一瞬间，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^-2m²，此时容器里的水面与细绳断裂前的瞬间的水面相比，高度变化了多少?容器底部受到的压强变化了多少？
(取g=10N／kg)

Answer 1

解：(1) ∵木块漂浮，
∴F_浮=G_木=ρ_木gV_木=0．6×10³kg/m³×10 N／kg×10^-3m³=6N…………(1分)
V_排===6×10^-4m³     ………………………（1分）V_露=V_木－V_排=10^-3m³－6×10^-4m³=4×10^-4m³ …………………………(1分)
（2）当F_拉=3N时，Fˊ_浮=G_木=6N=3N=9N………………………………(1分)
Vˊ_排===9×10^-4m³…………………………(1分)
（3）∵木块再次漂浮，
∴Vˊˊ_排= V_排=6×10^-4m³……………………………………………………(1分)
△V_排 = Vˊ_排－Vˊˊ_排=9×10^-4m³－6×10^-4m³……………………………(1分)
由于Vˊˊ_排＜Vˊ_排所以水面下降…………………………………………(1分)
△ h===1．5×10^-2m……………………………………(1分)
P=ρ_木g△h=1.0×10³kg/m³×10 N／kg×1．5×10^-2m =150Pa…解析:
略