Question

【题目】如图所示，体积为V=400cm3的木块在绳子拉力F=1.6N的作用下完全浸没在水中（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力不计）。求：

（1）木块此时受到浮力。
（2）木块的质量。
（3）木块的密度。
（4）剪断绳子，木块静止时排开水的体积。

Answer 1

【答案】
（1）木块体积V=400cm3=4×10-4m3 ，
所以木块完全浸没在水中时，V排=V=4×10-4m3 ，
则受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10-4m3=4N．
（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=4N-1.6N=2.4N
（3）ρ=
（4）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=2.4N，
由F浮=ρgV排可得，木块静止时排开水的体积：
V排′===2.4×10-4m3 ，
此时露出水面的体积
V露′=V-V排′=4×10-4m3-2.4×10-4 m3=1.6×10-4m3
【解析】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．