Question

如圖18，密度為0.6×10³kg/m³、體積為10^-3m³的正方體木塊，用一條質量可忽略不計的細繩系住，繩的兩端分別系于木塊底部中心和容器底部中心。細繩對木塊的最大拉力為3N。容器內有一定量的水，木塊處于漂浮狀態，但細繩仍然松軟，對木塊沒有拉力。容器的底面積為0.03 m²。
    
求：（1）此時木塊受到的浮力？
（2）當向容器中注水，直到細繩對木塊的拉力達到最大值，在細繩斷裂前的一瞬間停止注水，則此時木塊浸入水中的體積為多大？

Answer 1

（1）6N   （2）9×10^-4m³   

試題分析：根據題意知，木塊的密度和木塊的體積，所以木塊的質量是：

木塊的重力是：
由于木塊處于漂浮狀態，根據浮沉條件得，木塊受到的浮力等于物體的重力，即

當注水時，木塊受到重力、拉力、浮力，且拉力的方向向下，細繩對木塊的拉力達到最大值，浮力等于重力和最大拉力之和為：6N+3N=9N；根據阿基米德原理：，得到排開液體的體積為：
點評：解決本題的關鍵是熟知物體浮力的計算，此題是一道綜合性的試題，難度較大。