Question

【題目】小英同學得到一邊長為10cm，密度為0.7g/cm3的正方體木塊，她將木塊用細線系于圓柱形容器內的水中，如圖所示。請你幫她分析以下幾個問題：(圓柱形容器靜止在水平桌面上，g取10N/kg)

(1)木塊所受的浮力大小；

(2)細線的拉力大小；

(3)剪斷細線，當木塊靜止時，容器底部受到液體的壓力與細線未斷時變化了多少？

Answer 1

【答案】(1) 10N；(2) 3N；(3) 3N。

【解析】（1）正方體木塊的體積：V＝(0.1m)3＝1×10-3m3，木塊浸沒在水中時受到的浮力：F浮＝ρ水gV排＝1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10-3m3＝10N；（2）由ρ＝和G＝mg可得，木塊的重力：G木＝m木g＝ρ木Vg＝0.7×103kg/m3×1×10-3m3×10N/kg＝7N，圖中木塊靜止處于平衡狀態，受到豎直向下的重力和繩子的拉力以及豎直向上的浮力，由力的平衡條件可得：G木F＝F浮，則繩子的拉力為：F＝F浮G木＝10N7N＝3N；（3）把木塊和水、繩子看做整體，剪斷細線前，整體受到木塊和水、繩子的重力以及繩子的拉力，剪斷細線后，整體受到水和木塊、繩子的重力，因水平面上物體的壓力和自身的重力相等，所以，容器底部受到液體的壓力與細線未斷時變化了：△F＝(G木G水G繩F) (G木G水G繩)＝3N。