Question

【題目】如圖所示，體積為V=200cm3的木塊在繩子拉力F=0.8N的作用下完全浸沒在水中（g=10N/kg，ρ水=1.0×103kg/m3 ， 繩子重力不計）．求：
（1）木塊此時受到浮力．
（2）木塊的重力．
（3）剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積．

Answer 1

【答案】
（1）解：木塊體積V=200cm3=2×10﹣4m3，

所以木塊完全浸沒在水中時，V排=V=2×10﹣4m3，

則受到的浮力為F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10﹣4m3=2N．

答：木塊此時受到浮力為2N．

（2）解：木塊在繩子拉力的作用下靜止在水中，受到豎直向下的重力和拉力、豎直向上的浮力作用；

所以G木+F=F浮，

則G木=F浮﹣F=2N﹣0.8N=1.2N．

答：木塊的重力為1.2N．

（3）解：剪斷繩子，因為F浮＞G木，

所以木塊上浮，靜止時會漂浮在水面上，

所以F浮′=G木，

即：ρ水V排′g=G木

所以排開水的體積V排′= = =1.2×10﹣4m3．

答：剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積為1.2×10﹣4m3．

【解析】（1）木塊受到的浮力根據阿基米德原理直接計算得出；（2）分析木塊的受力情況，根據受力平衡時合力為零即可求出木塊的重力；（3）木塊漂浮時所受的浮力等于它自身的重力，因此，求出重力即可得到浮力的大小，然后根據阿基米德原理求排開水的體積．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解力的合成與應用的相關知識，掌握如果已知幾個力的大小和方向，求合力的大小和方向稱為力的合成．（求合力時，一定要注意力的方向） 注意：同一直線上的兩個力，方向相同時，合力必大于其中的任何一個力．方向相反的兩個力，大小相等時，合力為0；大小不等時，合力一定小于較大的力，可能大于較小的力，也可能小于較小的力，以及對阿基米德原理的理解，了解阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排．