Question

【題目】小華同學得到一邊長為10cm，密度為0.7 g/cm3的正方體木塊，她將木塊用細線系于圓柱形容器的水中，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=10 N/kg）

（1）木塊所受的浮力大��？

（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=m/V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(tài)，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F=F浮 G木=10N-7N=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）=F=3N。