Question

【題目】一長(zhǎng)方體木塊質(zhì)量為0.12 kg，高為4.0 cm。將木塊平穩(wěn)地放在水面上，靜止時(shí)木塊露出水面的高度為2.0 cm，如圖甲所示，利用金屬塊和細(xì)線，使木塊浸沒(méi)水中且保持靜止?fàn)顟B(tài)，如圖乙所示。已知水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg。求：

(1)木塊的密度ρ木；

(2)細(xì)線對(duì)木塊的拉力F。

Answer 1

【答案】(1)0.5×103kg/m3。(2)1.2N。

【解析】

（1）木塊漂浮時(shí)受到的浮力和自身的重力相等，根據(jù)阿基米德原理和G=mg=ρVg得出等式結(jié)合排開水的體積即可求出木塊的密度；
（2）物塊浸沒(méi)時(shí)排開水的體積是漂浮時(shí)排開水體積的2倍，根據(jù)阿基米德原理求出浸沒(méi)時(shí)受到的浮力，對(duì)木塊受力分析，然后結(jié)合力的平衡條件得出繩子的拉力，然后結(jié)合G=mg求出其大小。

（1）木塊漂浮時(shí)，受到的浮力和自身的重力相等，即F浮=G木，由F浮=ρgV排和F浮=G木=m木g=ρ木V木g可得：ρgV排=ρ木V木g，由題意可知，木塊排開水的體積，則木塊的密度：；

（2）由F浮=ρgV排可得，木塊完全浸沒(méi)時(shí)受到的浮力：F浮′=2F浮=2G木，

物體在水中靜止時(shí)處于平衡狀態(tài)，受到豎直向上的浮力，豎直向下的拉力和木塊的重力，

由力的平衡條件可得：F浮′=G木+F，則細(xì)線對(duì)木塊的拉力：F=F浮′-G木=2m木g-m木g=m木g=0.12kg×10N/kg=1.2N。