Question

9．如圖所示有一密度為0.6×10³kg/m³．體積為l0^-3m³的正方體木塊，用一條質(zhì)量和體積可忽略不計(jì)的細(xì)繩，兩端分別系于木塊底部中心和柱形容器的中心．細(xì)繩能承受的最大拉力為3N
（1）當(dāng)細(xì)繩松弛，對(duì)木塊沒(méi)有拉力時(shí)，木塊浸入水中的體積為6×10^-4m³；
（2）向容器內(nèi)注水（水不溢出）直至細(xì)繩對(duì)木塊的拉力達(dá)到最大值，在細(xì)繩處于斷裂前一瞬間停止注水，此時(shí)木塊浸入水中的體積為9×10^-4m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)漂浮時(shí)浮力等于重力，可求出木塊的排水體積，用到浮力公式與重力的公式；
（2）對(duì)此時(shí)的木塊進(jìn)行受力分析可知，此時(shí)浮力等于木塊的重力加3N的拉力，據(jù)此可利用公式計(jì)算木塊的排水體積．

解答 解：（1）木塊漂浮且繩沒(méi)有拉力時(shí)，
F_浮=G_木
即ρ_水gV_排=ρ_木gV_木
所以V_排=$\frac{{ρ}_{木}{V}_{木}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{0.6×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×1{0}^{-3}{m}^{3}}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=6×10^-4m³；
（2）繩子拉力最大時(shí)，木塊受力平衡，則F_浮′=ρ_水gV_排′=G_木+F_拉力，
v_排′=$\frac{{ρ}_{木}{gV}_{木}+{F}_{拉力}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.6×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg×1{0}^{-3}{m}^{3}+3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10n/kg}$=9×10^-4m³；
故答案為：（1）6×10^-4；（2）9×10^-4．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了阿基米德原理和平衡力的應(yīng)用，重點(diǎn)是分析出木塊在不同情況下受力情況，然后根據(jù)物體處于平衡狀態(tài)受到平衡力即可求出所求的物理量．