Question

如图所示，体积为V=200cm³的木块在绳子向下的拉力F=0．8N的作用下完全浸没在水中（绳子重力不计）．此时液面到容器底的距离是30cm，求：

（1）木块此时受到浮力。

（2）木块的重力。

（3）水容器底的压强。

（4）剪断绳子，木块静止时排开水的体积。

Answer

（1）2N；（2）1．2N ；（3）3000Pa ；（4）1．2×10-4m3

【解析】

试题分析：（1）木块体积V=200cm3 =2×10-4 m3 ，所以木块完全浸没在水中时，V排=V=2×10-4 m3 ，

则受到的浮力为F浮=ρ水gV排=1．0×103 kg/m3 ×10N/kg×2×10-4 m3 =2N；

（2）木块在绳子拉力的作用下静止在水中，受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力作用；

所以G木 +F=F浮，则G木 =F浮 -F=2N-0．8N=1．2N；

（3）由P=ρ水gh可知，水容器底的压强P=1．0×103kg/m3×10N/kg×0．3m=3000Pa

（4）剪断绳子，因为F浮＞G木，所以木块上浮，静止时会漂浮在水面上，所以F浮′=G木，即：ρ水V排′g=G木

所以排开水的体积V排′=G木/ρ水g=1．2N/1．0×103kg/m3×10N/kg=1．2×10-4 m3

考点：浮力大小的计算；阿基米德原理