Question

【題目】如圖所示，體積為V=400cm3的木塊在繩子拉力F=1.6N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：

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（1）木塊此時受到浮力____。

（2）木塊的質量___。

（3）木塊的密度___。

（4）剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積____。

Answer 1

【答案】 4N 0.24kg 0.6×103kg/m3 1.6×10-4m3

【解析】（1）木塊體積V=400cm3=4×10-4m3 ，

所以木塊完全浸沒在水中時，V排=V=4×10-4m3 ，

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

（2）木塊浸沒在水中時受三個力作用：豎直向下的重力G、豎直向下的拉力F、豎直向上的浮力F浮 ，

因木塊靜止，所以，F浮=G+F，則木塊重力G=F浮-F=4N-1.6N=2.4N。

木塊的質量。

（3）木塊的密度

（4）因木塊浸沒在水中時，F浮＞G，

所以，剪斷繩子后木塊最終會漂浮在水面上，則靜止時受到的浮力F浮′=G=2.4N，由F浮=ρgV排可得，木塊靜止時排開水的體積：.

此時露出水面的體積V露′=V-V排′=4×10-4m3-2.4×10-4m3=1.6×10-4m3 。

答：（1）木塊此時受到的浮力為4N；（2）木塊的質量為0.24kg；（3）木塊的密度為；（4）剪斷繩子，木塊靜止時排開水的體積為1.6×10-4m3