Question

如图所示，将一个体积为1.0×10^-3m³重6N的木球用细线系在底面积为500cm²的圆柱形容器的底部，当容器中倒入足够的水使木球被浸没时，（g=10N/kg）
求：
（1）木球浸没在水中受到的浮力；
（2）细线对木球的拉力；
（3）剪断细线，木球处于静止时，木球露出水面的体积多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知木球的体积，直接利用阿基米德原理及可求出木球浸没在水中受到的浮力；
（2）木球静止，所以木球受平衡力作用，利用F_浮=G+F即可求出拉力的大小；
（3）木球静止时，漂浮在水面上，根据阿基米德原理可知此时的浮力，再利用阿基米德原理可求出淹没的体积，木球露出水面的体积等于总体积减去淹没的体积．
解答：解：（1）木球浸没在水中受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-3m³=10N；
（2）细线对木球的拉力：
F=F_浮-G=10N-6N=4N；
（3）木球静止时，F_浮′=G，即ρ_水gV_排′=G
∴V_排′===0.6×10^-3m³．
V_露=V-V_排′=1.0×10^-3m³-0.6×10^-3m³=0.4×10^-3m³．
答：（1）木球浸没在水中受到的浮力为10N；
（2）细线对木球的拉力为4N；
（3）剪断细线，木球处于静止时，木球露出水面的体积为0.4×10^-3m³．
点评：本题考查浮力的计算和物体的沉浮条件以及根据浮力公式求排开水的体积，关键是知道物体漂浮时浮力等于自身重力还等于排开水的重力．