Question

如图甲所示，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中，如图乙所示是钢绳拉力随时间t变化的图象，若不计水的阻力（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³），求：

（1）石料全部没入水中时受到的浮力是多少？

（2）石料的体积是多少？

（3）石料的密度是多少？

　

Answer 1

（1）由图乙所示图形学可知，

当石块没有浸入水中时，拉力等于重力，即：F=G=1400N，

石料的质量：

m_石===140kg，

当石块全浸入后，拉力等于重力减去浮力，

F_浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N；

（2）根据阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排，得：

V_排===5×10^﹣2m³，

因为石料完全浸没，石料的体积：

V_石=V_排=5×10^﹣2m³；

（3）石料的密度：

ρ_石===2.8×10³kg∕m³．

答：（1）石料浸没水中时受到的浮力为500N；

（2）石料的体积为5×10^﹣2m³；

（3）石料的密度是2.8×10³kg∕m³．