甲是一个足够高的圆柱形容器，内有一边长为10cm、密度为0.8×103kg/m3的正方体物块．物块底部中央连有一根长为20cm的细线，细线的另一端系于容器底部中央（图甲中看不出，可参见图乙）．

Question

甲是一个足够高的圆柱形容器，内有一边长为10cm、密度为0.8×10³kg/m³的正方体物块．物块底部中央连有一根长为20cm的细线，细线的另一端系于容器底部中央（图甲中看不出，可参见图乙）．向容器内缓慢地倒入某种液体，在物块离开容器底后，物块的(1)/(3)浮出液面．

（1）当液面高度升至何值时；细线中的拉力最大？
（2）求细线的最大拉力．（取g=10N/kg）

Answer 1

（1）由物块的边长为10cm和细线的长度20cm可知，刚刚没过木块时，细线的拉力最大，即当液面高度30cm时细线中的拉力最大．（2）物体的有受力关系：G=F_浮-F_拉．
即F=F_浮-G，
物体的体积V_物=a³=（0.1m）³=1.0×10^-3m³．
木块的重力：
G_物=ρ_物gV_物=0.8×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-3m³=8N．
因木块在液体中漂浮．
所以，F_浮=G_物．
即p_液g(2)/(3)V_物=8N．
p_液=(8N)/(10N/kg×(2)/(3)×1.0×10-3m3)=1.2×10³kg/m³．
最大浮力：

F

′ 浮

=ρ_液gV_物=1.2×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-3m³=12N，
细绳所受拉力；
F=

F

′ 浮

-G=12N-8N=4N．
答：（1）当液面高度30cm时细线中的拉力最大；
（2）细线的最大拉力4N．