如图所示，将一个体积为2.0×10-3m3、重16N的木块用细线系在底面积为200cm2的圆柱形容器的底部．当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，（g取10N/kg）求：（1）如图所示时木块所受的浮力是

Question

如图所示，将一个体积为2.0×10^-3m³、重16N的木块用细线系在底面积为200cm²的圆柱形容器的底部．当容器中倒入足够的水使木块被浸没时，（g取10N/kg）求：

（1）如图所示时木块所受的浮力是多少牛；
（2）如图所示时细线所受的拉力是多少牛；
（3）剪断细线，木块处于静止时，木块浸入水中的体积是多少立方米；
（4）木块从浸没到露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了多少帕．

Answer 1

（1）木块浸没在水中时V_排=V=2.0×10^-3m³，
受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2.0×10^-3m³=20N；
（2）细线所受的拉力：
F=F_浮-G=20N-16N=4N；
（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=16N，
由F_浮=ρ_水gV_排得：
V_排=(F浮′)/(ρ水g)=(16N)/(1×103kg/m3×10N/kg)=1.6×10^-3m³，
木块浸入水中的体积：
V_浸=V_排=1.6×10^-3m³；
（3）木块露出水面处于静止后，水面下降的高度：△h=(V露)/(S容)=(2.0×10-3m3-1.6×10-3m3)/(200×10-4m2)=0.02m，
则容器底部所受水的压强减小了：△p=ρ_液g△h=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.02m=200Pa．
答：（1）如图所示时木块所受的浮力是20N；
（2）如图所示时细线所受的拉力是4N；
（3）剪断细线，木块处于静止时，木块浸入水中的体积是1.6×10^-3m³；
（4）木块从浸没到露出水面处于静止后，容器底部所受水的压强减小了200Pa．