科学浮力26、如图,容器底面积为20cm2,内放一体积为0.2dm3,密度为5×103kg/m3的金属球,用一根绳子与木块连在一起,木块的密度为0.5×103kg/m3,体积为5dm3,若不断向容器中注水,问（1）当木块浸没在水

Question

科学浮力
26、如图,容器底面积为20cm2,内放一体积为0.2dm3,密度为5×103kg/m3的金属球,用一根绳子与木块连在一起,木块的密度为0.5×103kg/m3,体积为5dm3,若不断向容器中注水,
问（1）当木块浸没在水中的体积为3dm3时,木块保持静止,求绳的拉力?
（2）继续向容器内注水,木块浸入水中的体积为多大时,金属球对容器底没有压力?
（3）若此时将绳子剪断将水对容器底部的压强改变多少?

Answer 1

（1）木块在水中受力：重力G木、拉力T、浮力F1,
G木=木块密度*V木*g=25N,
F1=水的密度*V排*g=30N,
拉力T=F1-G=30N-25N=5N；
（2）铁球重力G铁、所受浮力F2,
G铁=铁球密度*V铁*g=10N,
把铁球和木块看成一个整体,重力G=G铁+G木=10N+25N=35N,
F2=水的密度*V排*g=2N,
要使容器底部不受力,只要G=F浮=F1+F2'就可以,
所以F2'=35N-2N=33N=水的密度*V排*g,代入数据,可求：V排=3.3dm^3;
（3）总浮力减小,液面下降,水对容器底部的压强减小,压强减小的数值=浮力改变的数值/容器底面积,
浮力变化F=33N-G木-F2=6N,
压强减小量=6N/20cm^2=3000pa