Question

如圖甲所示，一個木塊的密度為 0.6×10kg/m³，用細線將木塊與容器底部連在一起，當木塊完全浸沒在水中時，細線對木塊的拉力是 1N；若剪斷細線，待木塊靜止后，將木塊露出水面的部分切去，再在剩余的木塊上加0.5N 向下的壓力時，如圖乙所示，則木塊有    cm³的體積露出水面．（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】分析：（1）如圖甲，木塊靜止在水中，分析木塊受到的力，根據(jù)平衡力列出等式求出木塊的體積．
（2）剪斷細線，木塊漂浮在水面上，根據(jù)漂浮條件求出木塊排開水的體積與露出水面的體積，即切去露出水面的部分時，木塊剩余的體積和切去的體積．
（3）剩余的木塊在水面受到豎直向下0.5N壓力時，木塊處于靜止狀態(tài)，根據(jù)平衡力條件列出等式，求出此時木塊排開水的體積和露出的體積．
解答：解：（1）木塊在細繩拉力下靜止，
∴F_浮=G_木+F_拉，
∴ρ_水gV_木=ρ_木gV_木+1N，
∴1.0×10³kg/m³×10N/kg×V_木=0.6×10³kg/m³×10N/kg×V_木+1N，
∴V_木=2.5×10^-4m³．
（2）剪斷細線，木塊漂浮在水面上，
∴=G_木，
∴ρ_水gV_排=ρ_木gV_木，
∴V_排===1.5×10^-4m³，
∴此時木塊露出水面體積為：V_露=V_木-V_排=2.5×10^-4m³ -1.5×10^-4m³=1×10^-4m³．
（3）切去露出水面的部分，把剩余的木塊放入水中，上壓0.5N的力，木塊處于靜止狀態(tài)．
∴=G_剩+F_壓，
∴ρ_水g=ρ_木gV_排+F_壓，
∴1.0×10³kg/m³×10N/kg×=0.6×10³kg/m³×10N/kg×1.5×10^-4m³+0.5N，
∴=1.4×10^-4m³，
∴=V_排-=1.5×10^-4m³-1.4×10^-4m³=0.1×10^-4m³=10cm³．
故答案為：10．
點評：對于浮力問題，一般情況下，對物體進行受力分析，根據(jù)平衡力列出等式，求出相關的物理量，這是浮力問題的思路．