Question

【題目】如圖所示，容器中裝有水，水中有一個木塊被細線系著靜止，已知水深為50cm，容器的底面積為400cm2,木塊的體積為4×10-3m3，木塊的密度為0.6×103kg/m3，已知水的密度為1×103kg/m3， 試求：

（1）水對容器底面的壓強

（2）繩子的拉力大小

（3）若繩子斷了，最終木塊漂浮在水面上時，所受的浮力為多大？

Answer 1

【答案】（1）5000Pa；（2）16N；（3）24N

【解析】

（1）已知水的深度，利用液體壓強公式求水對容器底面的壓強；

（2）已知木塊體積（排開水的體積），利用阿基米德原理求所受浮力，木塊受浮力等于拉力加上重力，據此求繩子對木塊的拉力；

（3）木塊漂浮時，浮力等于木塊重力，據此可得浮力。

（1）水對容器底面的壓強：

；

（2）木塊完全浸沒，則排開水的體積等于木塊的體積，即：V排=V=4×10-3m3，

；

木塊的重為：。

靜止時受力平衡，即F浮=F拉+G，

所以繩子對木塊的拉力：F拉=F浮-G=40N-24N=16N；

（3）木塊漂浮在水面上時，浮力等于重力，

即：F浮=G木=24N。