Question

【题目】如图所示，体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N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：木块体积V=200cm3=2×10﹣4m3，

所以木块完全浸没在水中时，V排=V=2×10﹣4m3，

则受到的浮力为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；

所以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：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′= = =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）木块受到的浮力根据阿基米德原理直接计算得出；（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）木块漂浮时所受的浮力等于它自身的重力，因此，求出重力即可得到浮力的大小，然后根据阿基米德原理求排开水的体积．
【考点精析】解答此题的关键在于理解力的合成与应用的相关知识，掌握如果已知几个力的大小和方向，求合力的大小和方向称为力的合成．（求合力时，一定要注意力的方向） 注意：同一直线上的两个力，方向相同时，合力必大于其中的任何一个力．方向相反的两个力，大小相等时，合力为0；大小不等时，合力一定小于较大的力，可能大于较小的力，也可能小于较小的力，以及对阿基米德原理的理解，了解阿基米德原理：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．