如图所示,体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3,绳子重力不计).求:(1)木块此时受到浮力.(2)木块的重力.(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积.

问题描述:

如图所示,体积为V=200cm3的木块在绳子拉力F=0.8N的作用下完全浸没在水中(g=10N/kg,ρ=1.0×103kg/m3,绳子重力不计).求:

(1)木块此时受到浮力.
(2)木块的重力.
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积.


(1)木块体积V=200cm3=2×10-4m3
∴木块完全浸没在水中时,V=V=2×10-4m3
则受到的浮力为FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-4m3=2N.
(2)∵木块在绳子拉力的作用下静止在水中,受到竖直向下的重力和拉力、竖直向上的浮力作用;
∴G+F=F
则G=F-F=2N-0.8N=1.2N.
(3)剪断绳子,∵F>G,∴木块上浮,静止时会漂浮在水面上,
∴F′=G
即:ρV′g=G 
∴排开水的体积V′=

G
ρg
=
1.2N
103kg/m3×10N/kg
=1.2×10-4m3
答:(1)木块此时受到浮力为2N.
(2)木块的重力为1.2N.
(3)剪断绳子,木块静止时排开水的体积为1.2×10-4m3
答案解析:(1)木块受到的浮力根据阿基米德原理直接计算得出;
(2)分析木块的受力情况,根据受力平衡时合力为零即可求出木块的重力;
(3)木块漂浮时所受的浮力等于它自身的重力,因此,求出重力即可得到浮力的大小,然后根据阿基米德原理求排开水的体积.
考试点:浮力大小的计算;力的合成与应用;阿基米德原理.

知识点:本题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用,注意木块在水中的浮力要利用浮力的公式来计算,木块漂浮时的浮力要利用漂浮的条件来求.