Question

如圖甲所示，石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降，直至全部沒入水中，如圖乙所示是鋼繩拉力隨時間t變化的圖象，若不計水的阻力（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³），求：

（1）石料全部沒入水中時受到的浮力是多少？

（2）石料的體積是多少？

（3）石料的密度是多少？

　

Answer 1

（1）由圖乙所示圖形學可知，

當石塊沒有浸入水中時，拉力等于重力，即：F=G=1400N，

石料的質量：

m_石===140kg，

當石塊全浸入后，拉力等于重力減去浮力，

F_浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N；

（2）根據阿基米德原理，F_浮=ρ_水gV_排，得：

V_排===5×10^﹣2m³，

因為石料完全浸沒，石料的體積：

V_石=V_排=5×10^﹣2m³；

（3）石料的密度：

ρ_石===2.8×10³kg∕m³．

答：（1）石料浸沒水中時受到的浮力為500N；

（2）石料的體積為5×10^﹣2m³；

（3）石料的密度是2.8×10³kg∕m³．