Question

【題目】如圖所示，密度為0.6×103kg/m3 ， 體積為1×10﹣3m3的正方體木塊，用一根質量可以忽略不計的繩子兩端分別系木塊底部中心和柱型容器的中心，細繩能夠承受的最大拉力為3N，容器內有一定質量的水，木塊處于漂浮狀態，但細繩仍然松軟，對木塊沒有拉力，（g取10N/kg）求：

（1）木塊浸入水中的體積.

（2）向容器內注入水（容器足夠大）直至細繩對木塊的拉力達到最大值，在細繩處于斷裂前一瞬間，停止注水，此時木塊浸入水中的體積.

Answer 1

【答案】（1）6×10-4 m3；（2）9×10-4 m3

【解析】

(1)木塊處于漂浮狀態，則木塊受到的浮力：

F浮=G木=m木g=ρ木V木g=0.6×103kg/m3×1×103m3×10N/kg=6N，

由F浮=ρ水gV排可得，木塊浸入水中的體積：

V排===6×104m3

(2)繩子拉力最大時，木塊受力平衡，

此時木塊受到的浮力：F′浮=G木+F繩=6N+3N=9N，

由F浮=ρ水gV排可得，此時木塊浸入水中的體積：

V′排===9×104m3