Question

【题目】如图所示，有一木块的体积为200cm3 ， 浸没在水中且处于静止状态，木块受到绳子向下的拉力F为0.8N．（g=10N/kg、ρ水=1.0×l03kg/m3 ， 绳子重力忽略不计）求：
（1）木块此时受到浮力；
（2）木块的重力；
（3）剪断绳子，木块静止时排开水的体积．

Answer 1

【答案】
（1）解：木块浸没在水中，则木块排开水的体积：

V排=V=200cm3=2×10﹣4m3，

木块此时受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N；

答：木块此时受到浮力为2N；

（2）解：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，

由三力平衡可得：G木+F=F浮，

则G木=F浮﹣F=2N﹣0.8N=1.2N；

答：木块的重力为1.2N；

（3）解：因G木＜F浮，

所以，剪断绳子后木块静止时处于漂浮状态，

此时木块受到的浮力F浮′=G木=1.2N，

根据阿基米德原理可得，此时木块排开水的体积：

V排′= = =1.2×10﹣4m3．

答：剪断绳子，木块静止时排开水的体积为1.2×10﹣4m3．

【解析】（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）木块完全浸没时受到的浮力大于自身的重力，剪断绳子后其漂浮，受到的浮力和自身的重力相等，根据阿基米德原理求出排开水的体积．
【考点精析】根据题目的已知条件，利用阿基米德原理和浮力大小的计算的相关知识可以得到问题的答案，需要掌握阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；浮力的公式为：F浮= G排 =ρ液gv排．