如图甲所示,用细线系住一圆柱体使其浸入水槽内的水中,当圆柱体有7/8的体积露出水面时,细线施加的拉力恰好为3N.如图乙所示,用细线将该圆柱体拉入水槽内的水中,当细线施加的拉
问题描述:
如图甲所示,用细线系住一圆柱体使其浸入水槽内的水中,当圆柱体有
的体积露出水面时,细线施加的拉力恰好为3N.如图乙所示,用细线将该圆柱体拉入水槽内的水中,当细线施加的拉力为圆柱体所受重力的7 8
时,圆柱体有3 4
的体积浸在水中.若要使图乙所示状态下的圆柱体全部没入水中,圆柱体静止时绳子向下的拉力应为______N.7 8
答
当圆柱体处于甲状态时,受力情况如下图所示,
则有F甲+F浮甲=G,即:3N+ρ水g(1-
)V=ρgV------------①,7 8
当圆柱体处于乙状态时,受力情况如下图所示,
则有F浮乙=G+F乙,
即ρ水g
V=ρgV+F乙 ------------------------②7 8
且F乙=
G=3 4
ρgV-------------------------③3 4
解①②③得:V=8×10-4m3.
ρ=0.5×103kg/m3.
所以当圆柱体全部没入水中,圆柱体静止时绳子向下的拉力应为:
F′=F浮-G=ρ水gV-ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3-0.5×103kg/m3×10N/kg×8×10-4m3=4N.
故答案为:4.