Question

（2003?廈門）如圖所示，將一個(gè)體積為1.0×10^-3m³重6N的木球用細(xì)線系在底面積為500cm²的圓柱形容器的底部，當(dāng)容器中倒入足夠的水使木球被浸沒時(shí)，（g=10N/kg）
求：
（1）木球浸沒在水中受到的浮力；
（2）細(xì)線對(duì)木球的拉力；
（3）剪斷細(xì)線，木球處于靜止時(shí)，木球露出水面的體積多大？

Answer 1

分析：（1）已知木球的體積，直接利用阿基米德原理及可求出木球浸沒在水中受到的浮力；
（2）木球靜止，所以木球受平衡力作用，利用F_浮=G+F即可求出拉力的大小；
（3）木球靜止時(shí)，漂浮在水面上，根據(jù)阿基米德原理可知此時(shí)的浮力，再利用阿基米德原理可求出淹沒的體積，木球露出水面的體積等于總體積減去淹沒的體積．

解答：解：（1）木球浸沒在水中受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-3m³=10N；
（2）細(xì)線對(duì)木球的拉力：
F=F_浮-G=10N-6N=4N；
（3）木球靜止時(shí)，F(xiàn)_浮′=G，即ρ_水gV_排′=G
∴V_排′=

G

ρ水g

=

6N

1×103kg/m3×10N/kg

=0.6×10^-3m³．
V_露=V-V_排′=1.0×10^-3m³-0.6×10^-3m³=0.4×10^-3m³．
答：（1）木球浸沒在水中受到的浮力為10N；
（2）細(xì)線對(duì)木球的拉力為4N；
（3）剪斷細(xì)線，木球處于靜止時(shí)，木球露出水面的體積為0.4×10^-3m³．

點(diǎn)評(píng)：本題考查浮力的計(jì)算和物體的沉浮條件以及根據(jù)浮力公式求排開水的體積，關(guān)鍵是知道物體漂浮時(shí)浮力等于自身重力還等于排開水的重力．