如图甲所示,一个木块的密度为?0.6×10kg/m3,用细线将木块与容器底部连在一起,当木块完全浸没在水中时,细线对木块的拉力是?1N;若剪断细线,待木块静止后,将木块露出水面的部分切去,再在剩余的木块上加0.5N?向下的压力时,如图乙所示,则木块有________cm3的体积露出水面.(g取10N/kg)
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解析分析:(1)如图甲,木块静止在水中,分析木块受到的力,根据平衡力列出等式求出木块的体积.
(2)剪断细线,木块漂浮在水面上,根据漂浮条件求出木块排开水的体积与露出水面的体积,即切去露出水面的部分时,木块剩余的体积和切去的体积.
(3)剩余的木块在水面受到竖直向下0.5N压力时,木块处于静止状态,根据平衡力条件列出等式,求出此时木块排开水的体积和露出的体积.
解答:(1)木块在细绳拉力下静止,
∴F浮=G木+F拉,
∴ρ水gV木=ρ木gV木+1N,
∴1.0×103kg/m3×10N/kg×V木=0.6×103kg/m3×10N/kg×V木+1N,
∴V木=2.5×10-4m3.
(2)剪断细线,木块漂浮在水面上,
∴=G木,
∴ρ水gV排=ρ木gV木,
∴V排===1.5×10-4m3,
∴此时木块露出水面体积为:V露=V木-V排=2.5×10-4m3 -1.5×10-4m3=1×10-4m3.
(3)切去露出水面的部分,把剩余的木块放入水中,上压0.5N的力,木块处于静止状态.
∴=G剩+F压,
∴ρ水g=ρ木gV排+F压,
∴1.0×103kg/m3×10N/kg×=0.6×103kg/m3×10N/kg×1.5×10-4m3+0.5N,
∴=1.4×10-4m3,
∴=V排-=1.5×10-4m3-1.4×10-4m3=0.1×10-4m3=10cm3.
故