Question

8．一個木塊用細(xì)繩拴著，固定在水里（如圖所示），這時繩的拉力是19.6N．用刀將細(xì)繩子切斷后，木塊漂浮在水面上．求木塊靜止時露出水面的體積．

Answer 1

分析 木塊用細(xì)繩拴著，固定在水里時，受到重力、浮力和繩子的拉力作用，關(guān)系為F+G_木=F_浮；
剪斷繩子木塊漂浮在水面上，根據(jù)漂浮條件可知G_木=F′_浮；二式聯(lián)立，進(jìn)而求出露出水面的體積．

解答 解：
當(dāng)木塊被繩拉著在水中浸沒，木塊受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力和繩子向下的拉力作用，其關(guān)系為：
F+G_木=F_浮 ①
當(dāng)木塊飄浮在水面，根據(jù)漂浮條件可知：G_木=F${\;}_{浮}^{′}$    ②
①-②，得F=F_浮-F′_浮，
F=ρ_水gV_排1-ρ_水gV_排2=ρ_水g（V_排1-V_排2）   ③
物體完全浸沒時，V_排1=V_物，
木塊露出水面的體積V_露=V_物-V_排2=V_排1-V_排2，代入③式得：
F=ρ_水gV_露，
19.6N=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×V_露，
1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×V_露，
解得V_露=2×10^-3m³
答：木塊靜止時露出水面的體積是2×10^-3m³．

點(diǎn)評 本題考查物體受力平衡的分析、物體的漂浮條件，要求靈活運(yùn)用公式求解．