Question

如图所示，密度为0.4×10³kg/m³，体积为10^－3m³的正方体木块（不吸水），用细绳系住，细绳可承受的最大拉力为6N，开始容器内有一定量的水，木块处于漂浮状态，细绳的拉力为0，此时木块受到的浮力为______N；当向容器内注水，在细绳断裂前的一瞬间停止注水，此时木块浸入水中的体积为______m³；若绳不可伸缩且长度为0.15m，则当绳断裂瞬间，容器底受到水的压强为______Pa。（ρ_水＝1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer

4 1×10－3 2.5×103

【解析】

根据ρ＝可得，木块的质量m＝ρV＝0.4×103kg/m3×10－3m3＝0.4kg，木块处于漂浮状态，且细线拉力为0，则其浮力等于重力，所以此时木块受到的浮力：F浮＝G木＝mg＝0.4kg×10N/kg＝4N；细绳拉力最大时，F浮′＝ρ水gV排′＝G木＋F绳＝4N＋6N＝10N，此时木块浸入水中的体积：V排′＝＝＝1×10－3m3；由于V排′＝V，说明木块刚好浸没时细绳的拉力达到最大值，正方体木块体积为1×10－3m3，则正方体木块的边长为0.1m，木块浸入水中的深度：h浸＝0.1m，绳子断开瞬间，容器中水的深度：h＝L绳＋h浸＝0.15m＋0.1m＝0.25m；此时容器底部受到水的压强p＝ρ水gh＝1.0×103kg/m3×10N/kg×0.25m＝2.5×103Pa。