Question

如图20所示，密度为0．6×10³kg/m³，体积为10^-3m³的正方体木块，用一条质量可忽略不计的细绳，两端分别系在木块底部中心和柱形容器的中心。细绳对木块的最大拉力为3N，容器内有一定质量的水，木块处于漂浮状态，但细绳仍然松软，对木块没有拉力。求：

      (1)木块露出水面的体积有多大?

     (2)向容器内注水(容器容量足够大)直至细绳对木块的拉力达到最大值，在细绳处于断裂后一瞬间，停止注水。此时木块浸入水中的体积多大?

(3)细绳断裂后，木块再次漂浮，若柱形容器底面积为

2×10^-2m²，此时容器里的水面与细绳断裂前的瞬间的水面相比，高度变化了多少?容器底部受到的压强变化了多少？

(取g=10N／kg)

Answer

【解析】
(1) ∵木块漂浮，

∴F浮=G木=ρ木gV木=0．6×103kg/m3×10 N／kg×10-3m3=6N…………(1分)

V排===6×10-4m3      ………………………（1分）V露=V木－V排=10-3m3－6×10-4m3=4×10-4m3  …………………………(1分)

（2）当F拉=3N时，Fˊ浮=G木=6N=3N=9N………………………………(1分)

Vˊ排===9×10-4m3…………………………(1分)

（3）∵木块再次漂浮，

∴Vˊˊ排= V排=6×10-4m3……………………………………………………(1分)

△V排 = Vˊ排－Vˊˊ排=9×10-4m3－6×10-4m3……………………………(1分)

由于Vˊˊ排＜Vˊ排所以水面下降…………………………………………(1分)

△  h===1．5×10-2m……………………………………(1分)

P=ρ木g△h=1.0×103kg/m3×10 N／kg×1．5×10-2m =150Pa…

【解析】略