小英同學得到一邊長為10cm、密度為0.7g/cm3的正方體木塊，她將木塊用細線繫於圓柱形容器的水中，如圖ZX...

問題詳情：

小英同學得到一邊長為10cm、密度為0.7g/cm3的正方體木塊，她將木塊用細線繫於圓柱形容器的水中，如圖ZX2－8所示，請你幫她分析以下幾個問題：(圓柱形容器靜止在水平桌面上，g取10N/kg)

(1)木塊所受的浮力大小是多少。

(2)細線的拉力大小是多少。

(3)剪斷細線，當木塊靜止時，容器底部受到液體的壓力與細線未斷時變化了多少。

圖ZX2－8

【回答】

解：(1)正方體木塊的體積V＝(0.1 m)3＝1×10－3 m3，木塊浸沒在水中時受到的浮力F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1×10－3 m3＝10 N。

(2)木塊的重力G木＝m木g＝ρ木Vg＝0.7×103 kg/m3×1×10－3 m3×10 N/kg＝7 N，

圖中木塊靜止，處於平衡狀態，受到豎直向下的重力和細線的拉力以及豎直向上的浮力，由力的平衡條件可得G木＋F＝F浮，則細線的拉力F＝F浮－G木＝10 N－7 N＝3 N。

(3)未剪斷細線前，容器底部受到液體的壓力為

F壓1＝G水＋G木－F浮；

剪斷細線後，由題知木塊密度小於水的密度，所以最終木塊會漂浮在水面上，則此時受到的浮力F′浮＝G木；此時容器底部受到的液體壓力為F壓2＝G水＋G木－F′浮＝G水；

所以容器底部受到液體的壓力與細線未剪斷時變化了ΔF壓＝F壓2－F壓1＝G水－(G水＋G木－F浮)＝F浮－G木＝10 N－7 N＝3 N。

知識點：壓強和浮力單元測試

題型：計算題