Question

10．如圖所示，利用滑輪組將一木塊在水中勻速向下拉動0.1m，此時拉力為0.6N，當在水中把A點處的細線剪斷后．木塊漂浮在水面上，不計滑輪重、摩擦和滑輪的浮力，求：木塊漂浮在水面上時，露出水面的體積為多大？

Answer 1

分析 已知拉力F的大小和分擔木塊所受拉力的繩子段數(shù)，可以得到作用在A點的拉力；物體浸沒時受到的浮力與漂浮時受到的浮力之差，就是A點繩子對木塊的拉力；已知減小的浮力和水的密度，利用公式V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計算木塊露出水面的體積．

解答 解：對木塊進行受力分析可知，繩子剪斷前，木塊受到重力、浮力和拉力的作用，
根據(jù)力的平衡可知，F(xiàn)_浮=G_物+F_拉，
繩子剪斷前，和物體相連的是動滑輪，A點繩子對木塊的拉力為F_拉=2F=2×0.6N=1.2N，
繩子剪斷后，當木塊漂浮在水面時，此時浮力應等于物體的重力，
故浮力應該減小1.2N，即△F_浮=1.2N．
因為F_浮=ρ_液gV_排，
所，木塊露出水面的體積V_露=$\frac{△{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10^-4_m3．
答：木塊漂浮在水面上時，露出水面的體積為1.2×10^-4_m3．

點評 此題考查了滑輪組的使用和阿基米德原理的應用，會判斷分擔拉力的繩子是段數(shù)，理解浮力減小的程度與木塊露出水面體積的關系，是解決此題的關鍵．