Question

5．如圖所示，一個木塊的密度為0.65×10³kg/m³，用細線將木塊與容器底部連在一起，當木塊完全浸沒在水中時，細線對木塊的拉力是1N；若剪短細線，待木塊靜止后，則木塊有100cm³的體積露出水面．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）如圖，木塊靜止在水中，分析木塊受到的力，根據平衡力列出等式求出木塊的體積．
（2）剪斷細線，木塊漂浮在水面上，根據漂浮條件求出木塊排開水的體積，進而可求露出水面的體積．

解答 解：（1）木塊在細繩拉力下靜止，則F_浮=G_木+F_拉，
根據F_浮=ρ_液gV_排、G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$可得，
ρ_水gV_木=ρ_木gV_木+1N，
則1.0×10³kg/m³×10N/kg×V_木=0.65×10³kg/m³×10N/kg×V_木+1N，
解得，V_木≈2.86×10^-4m³m³．
（2）剪斷細線，木塊漂浮在水面上，則${F}_{浮}^{′}$=G_木，
即ρ_水gV_排=ρ_木gV_木，
則V_排=$\frac{{ρ}_{木}{V}_{木}}{{ρ}_{水}}$=$\frac{0.65×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×2.86×1{0}^{-4}{m}^{3}}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$≈1.86×10^-4m³，
所以，此時木塊露出水面體積為：V_露=V_木-V_排=2.86×10^-4m³ -1.86×10^-4m³=1×10^-4m³=100cm³．
故答案為：100．

點評 對于浮力問題，一般情況下，對物體進行受力分析，根據平衡力列出等式，求出相關的物理量，這是浮力問題的思路．