Question

如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着．已知水重260N，水深为0.6m，水的密度为1×103kg/m3

如图所示，容器中装有水，水中有一个木块被细线系着．已知水重260N，水深为0.6m，水的密度为1×103kg/m3，木块的体积为4×10-3m3，木块的密度为0.6×103kg/m3，试求：（g取10N/kg）（1）水对容器底面的压强是多少？细线对木块的拉力是多少？（2）若细线断了，最终木块漂浮在水面上时，木块所受的浮力为多大？此时水对容器底面的压强比第（1）问中的大还是小？（3）假若将此装置搭乘“神舟七号”飞船进入绕地球做匀速圆周运动的轨道后，细线对木块的拉力是多大？

Answer 1

（1）水对容器底面的压强：
p=ρgh=1000kg/m³×10N/kg×0.6m=6000Pa；
∵木块完全浸没，
∴V_排=V=4×10^-3m³，
F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×4×10^-3m³=40N，
G_木=mg=ρVg=0.6×10³kg/m³×4×10^-3m³×10N/kg=24N．
∵F_浮=F_拉+G，
∴细线对木块的拉力：
F_拉=F_浮-G=40N-24N=16N；
（2）木块漂浮在水面上：
F_浮′=G_木=24N；
细线断后，木块漂浮，此时木块排开水的体积减小，液面下降，水对容器底的压强减小．
（3）飞船内的物体处于失重状态，细线对木块的拉力为0．
答：（1）水对容器底面的压强是6000Pa；细线对木块的拉力是24N；
（2）若细线断了，最终木块漂浮在水面上时，木块所受的浮力为为16N；此时水对容器底面的压强比第（1）问中的小；
（3）假若将此装置搭乘“神舟七号”飞船进入绕地球做匀速圆周运动的轨道后，细线对木块的拉力是0．