Question

如图所示，将一个体积为1.0×10^-3m³、重6N的木块用细线系在底面积为400cm²的圆柱形容器的底部．已知水的密度为1.0×10³kg/m³，g取10N/kg．当容器中倒入足够的水使木块被浸没时．求：
（1）木块浸没在水中时受到的浮力是多少？
（2）剪断细线后，当木块处于静止时，木块排开水的体积是多少？
（3）在（1）、（2）两种情况中，容器底部所受水的压强变化了多少？

Answer

（1）因木块浸没在水中，所以V物=V排，再根据F浮=ρgV排即可求出木块浸没在水中时受到的浮力．
（2）由题意可知，剪断细线后，木块时漂浮在水面上的，则F浮=G，知道了木块受到的浮力大小，就可以根据阿基米德原理公式的变形式算出此时木块在水中的V排．（3）液体压强公式是P=ρ液gh，要算容器底部所受水的压强变化了多少，就需要先算出液面高度下降了多少，而液面下降的高度取决于木块露出水面的体积，所以用木块露出水面的体积除以容器的底面积，就可以算出水面减小的高度，从而就可以算出变化的压强．
【解析】
（1）木块浸没在水中时受到的浮力：F浮=ρ液gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.0×10-3m3=10N；
（2）因为木块浸没在水中时的浮力大于木块的重力，所以剪断细线后，木块会上浮直至漂浮在水面上，
由于漂浮，所以F浮=G=6N，
由F浮=ρ液gV排得：V排===6×10-4m3．
（3）则V露=V-V排=1.0×10-3m3-6×10-4m3=4×10-4m3；
木块露出水面处于静止后，水面下降的高度：h减===0.01m，
则容器底部所受水的压强减小了：△P=ρ液gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa．
答：（1）木块浸没在水中受到的浮力为10N．
（2）剪断细线后，木块处于静止时，木块排开水的体积为6×10-4m3．
（3）容器底部所受水的压强减小了100Pa．