Question

如圖所示，將一個體積為1.0×10^-3m³重6N的木球用細線系在底面積為500cm²的圓柱形容器的底部，當容器中倒入足夠的水使木球被浸沒時，（g=10N/kg）
求：
（1）木球浸沒在水中受到的浮力；
（2）細線對木球的拉力；
（3）剪斷細線，木球處于靜止時，木球露出水面的體積多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）已知木球的體積，直接利用阿基米德原理及可求出木球浸沒在水中受到的浮力；
（2）木球靜止，所以木球受平衡力作用，利用F_浮=G+F即可求出拉力的大小；
（3）木球靜止時，漂浮在水面上，根據(jù)阿基米德原理可知此時的浮力，再利用阿基米德原理可求出淹沒的體積，木球露出水面的體積等于總體積減去淹沒的體積．
解答：解：（1）木球浸沒在水中受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-3m³=10N；
（2）細線對木球的拉力：
F=F_浮-G=10N-6N=4N；
（3）木球靜止時，F(xiàn)_浮′=G，即ρ_水gV_排′=G
∴V_排′===0.6×10^-3m³．
V_露=V-V_排′=1.0×10^-3m³-0.6×10^-3m³=0.4×10^-3m³．
答：（1）木球浸沒在水中受到的浮力為10N；
（2）細線對木球的拉力為4N；
（3）剪斷細線，木球處于靜止時，木球露出水面的體積為0.4×10^-3m³．
點評：本題考查浮力的計算和物體的沉浮條件以及根據(jù)浮力公式求排開水的體積，關鍵是知道物體漂浮時浮力等于自身重力還等于排開水的重力．