Question

【题目】如图甲所示，用细线系住一圆柱形物体使其浸入水槽内的水中，当圆柱体有的体积露出水面时，细线施加的拉力恰好为3N。如图乙所示，用细线将该圆柱体拉入水槽内的水中，当细线施加的拉力为圆柱体所受重力的时，圆柱体有的体积浸在水中。若要使图乙所示状态下的圆柱体全部没入水中，求圆柱体静止时绳子向下的拉力。

Answer 1

【答案】4N

【解析】

当圆柱体处于甲状态时，受力情况如下图所示

则有

F甲+F浮甲=G

①

当圆柱体处于乙状态时，受力情况如下图所示

则有

F浮乙=G+F乙

②

③

解①②③得

V=8×10-4m3

ρ=0.5×103kg/m3

所以当圆柱体全部没入水中，圆柱体静止时，绳子向下的下的拉力应为

F=F浮-G=ρ水gV-ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3-0.5×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=4N

答：圆柱体静止时绳子向下的拉力是4N。