Question

如圖甲所示，石料在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降，直至全部沒(méi)入水中，如圖乙所示是鋼繩拉力隨時(shí)間t變化的圖象，若不計(jì)水的阻力（g=10N/kg，ρ_水=1.0×10³kg/m³），求：

（1）石料全部沒(méi)入水中時(shí)受到的浮力是多少？

（2）石料的體積是多少？

（3）石料的密度是多少？

　

Answer 1

（1）由圖乙所示圖形學(xué)可知，

當(dāng)石塊沒(méi)有浸入水中時(shí)，拉力等于重力，即：F=G=1400N，

石料的質(zhì)量：

m_石===140kg，

當(dāng)石塊全浸入后，拉力等于重力減去浮力，

F_浮=G﹣F′=1400N﹣900N=500N；

（2）根據(jù)阿基米德原理，F(xiàn)_浮=ρ_水gV_排，得：

V_排===5×10^﹣2m³，

因?yàn)槭�料完全浸沒(méi)，石料的體積：

V_石=V_排=5×10^﹣2m³；

（3）石料的密度：

ρ_石===2.8×10³kg∕m³．

答：（1）石料浸沒(méi)水中時(shí)受到的浮力為500N；

（2）石料的體積為5×10^﹣2m³；

（3）石料的密度是2.8×10³kg∕m³．