Question

【題目】如圖所示，體積為V=200cm3的木塊在繩子拉力F=0.8N的作用下完全浸沒在水中（ρ水=1.0×103kg/m3 ， 繩子重力不計）．求：

（1）木塊此時受到浮力．
（2）木塊的重力．
（3）剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積．

Answer 1

【答案】
（1）解：木塊體積V=200cm3=2×10﹣4m3，所以木塊完全浸沒在水中時，V排=V=2×10﹣4m3，
則受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N．
答：木塊此時受到浮力為2N．

（2）解：木塊在繩子拉力的作用下靜止在水中，受到豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力作用，
所以G木+F=F浮，
則G木=F浮﹣F=2N﹣0.8N=1.2N．
答：木塊的重力為1.2N．

（3）解：剪斷繩子，因為F浮＞G木，

所以木塊上浮，靜止時會漂浮在水面上，
所以F浮′=G木，即：ρ水V排′g=G木

所以排開水的體積：V排′= =1.2×10﹣4m3=120 cm3．
答：剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積為120 cm3．

【解析】（1）浸沒時物體體積等于排開液體的體積，由F浮=ρ水gV排即可計算出物體受到浮力的大小；
（2）分析木塊受力情況，由G木+F=F浮計算木塊重力的大小；
（3）繩斷后木塊漂浮，由G木=F浮=ρ水V排g計算排開水的體積即可.