有一体积是2分米3,密度是0.8克/厘米3的木块,用绳子将它拴在水池底部的钩子上(如图所示),如果绳子断了,木块就上浮到水面.问:(1)木块在上浮过程(未露出水面)中

发布时间:2020-07-29 19:19:18

有一体积是2分米3,密度是0.8克/厘米3的木块,用绳子将它拴在水池底部的钩子上(如图所示),如果绳子断了,木块就上浮到水面.
问:(1)木块在上浮过程(未露出水面)中,受到浮力的大小是否变化?
(2)绳子未断之前所受的拉力是多大?
(3)木块漂浮在水面时露出液面的体积多大?

网友回答

解:
(1)木块在上浮过程(未露出水面)中,排开水的体积不变,受到水的浮力不变;
(2)木块受到的浮力:
F浮=ρ液gv排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-3m3=20N,
木块的重力:
G=mg=ρ木Vg=0.8×103kg/m3×2×10-3m3×10N/kg=16N,
∵F浮=G+F拉,
∴绳子对A向下的拉力:
F拉=F浮-G=20N-16N=4N;
(3)剪断绳子木块A漂浮在水面上,
F浮′=G=16N,
由F浮′=ρ水gv排′得:
∴v排′===1.6×10-3m3=1.6dm3
v露=V-v排=2dm3-1.6dm3=0.4dm3.
答:(1)木块在上浮过程(未露出水面)中,受到浮力的大小不变;
(2)绳子未断之前所受的拉力是4N;
(3)木块漂浮在水面时露出液面的体积是0.4dm3.
解析分析:(1)木块在上浮过程(未露出水面)中,排开水的体积不变,根据阿基米德原理判断受到水的浮力变化;(2)知道木块的体积(排开水的体积)利用阿基米德原理求木块受到的浮力;知道木块的密度、体积,利用密度公式和重力公式求木块的重力;此时木块受到的浮力等于重力加上拉力,据此求绳子对A向下的拉力;(3)剪断绳子木块A漂浮在水面上,根据漂浮条件求受到的浮力,根据阿基米德原理求排开水的体积,进而求出露出水面的体积.

点评:本题为力学综合题,考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件、力的合成的掌握和运用,要求灵活运用公式及变形公式求解.
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