Question

【題目】如圖所示，一邊長為l0cm，密度為0.6g/cm3的正方體木塊，用細線系著置于容器內的水中，g=10N/kg．求：

（1）木塊所受的浮力大小．
（2）細線的拉力大小．
（3）細線剪斷后，當木塊靜止時，木塊露出水面的體積．

Answer 1

【答案】
（1）解：由于木塊完全浸沒在水中，所以V排=V=（10cm）3=1000cm3=1×10﹣3m3，

木塊所受的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N；

（2）解：根據G=mg和ρ= 可得，木塊的重力：G木=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×1×10﹣3m3×10N/kg=6N．

對木塊進行受力分析可知，木塊受到重力、浮力和拉力的作用，

根據力的平衡可知，F浮=F拉+G，

所以，繩子對木塊的拉力：F拉=F浮﹣G=10N﹣6N=4N；

（3）解：細線剪斷后，當木塊靜止時，木塊處于漂浮狀態，則 =G=6N，

根據F浮=ρ水gV排可得，木塊排開水的體積： = = =6×10﹣4m3，

木塊露出水面的體積V露=V﹣ =1×10﹣3m3﹣6×10﹣4m3=4×10﹣4m3．

【解析】（1）已知正方體木塊的邊長，可以計算出體積（排開水的體積），利用阿基米德原理求所受浮力；（2）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）根據物體漂浮條件得出細線剪斷后，木塊受到的浮力，然后根據F浮=ρ水gV排求出木塊排開水的體積，總體積減去排開水的體積即為木塊露出水面的體積．
【考點精析】通過靈活運用阿基米德原理和物體的浮沉條件及其應用，掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；物體的浮沉條件：浸沒在液體中的物體 F浮＞G 時上浮，F浮 = G 時懸浮，F浮 ＜G 時下沉．物體浮沉條件的應用舉例：（1）輪船（2）潛水艇（3）氣球（4）飛艇、熱氣（5）密度計（密度計的刻度是從上到下刻度變大，刻度不均勻，且刻度無單位．）即可以解答此題．