Question

【題目】有一體積是2分米3 ，密度是0．8克／厘米3的木塊，用繩子將它拴在水池底部的鉤子上(如圖所示)，如果繩子斷了，木塊就上浮到水面。問：

（1）木塊在上浮過程（未露出水面）中，受到浮力的大小是否變化？

（2）繩子未斷之前所受的拉力是多大？

（3）木塊漂浮在水面時露出液面的體積多大？

Answer 1

【答案】（1）木塊在上浮過程（未露出水面）中，受到浮力的大小不變；

（2）4N；

（3）0.4dm3

【解析】

試題分析：（1）木塊在上浮過程（未露出水面）中，排開水的體積不變，受到水的浮力不變；

（2）木塊受到的浮力：F浮 =ρ液 gv排 =1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×2×10-3 m3 =20N，

木塊的重力：G=mg=ρ木 Vg=0.8×103 kg/m3 ×2×10-3 m3 ×10N/kg=16N，

∵F浮 =G+F拉 ，∴繩子對A向下的拉力：F拉 =F浮 -G=20N-16N=4N；

（3）剪斷繩子木塊A漂浮在水面上，F浮 ′=G=16N，

由F浮 ′=ρ水 gV排 ′得：∴V排 ′=F浮′ρ水g=16N/1×103kg/m3×10N/kg=1.6×10-3 m3 =1.6dm3

v露 =V-V排 =2dm3 -1.6dm3 =0.4dm3 ．