Question

求助：一道高三物理题，帮忙解答，求计算过程。

一个木块，一个铁块用绳拴在一起，放至水深20M，剪开绳，木块上升20M到水面，此时铁块还未沉到底，求此时铁块的深度。已知木块重2Kg,铁块重4Kg。

Answer 1

无论是木块还是铁块都只受到浮力和重力（忽略水的摩擦力）

木块密度0.6*10^3kg/m^3
铁块密度7.8*10^3kg/m^3（这些数据是常识，可以直接拿来用）

先对木块进行受力分析，木块重力=20N
木块浮力=p水gV木=1000*10*（2/0.6/10^3）=33.33N
所以木块合外力=33.33-20=13.33N（竖直向上）
木块加速度=13.33/2=6.67m/s²
木块上升20米所需时间=根号（2*20/6.67）=根号6s

因为木块上升20米所需时间=铁块下沉时间
再对铁块进行受力分析，铁块重力=40N
铁块浮力=p水gV铁=1000*10*（4/7.8/10^3）=200/39N
所以铁块合外力=40-200/39=34.87N（竖直向下）
铁块加速度=34.87/4=8.72m/s²
所以根号6s时间内，铁块下沉0.5*8.72*6=26.16m
即铁块深度=21.16+20=41.16m

如果有不清楚欢迎HI我

Answer 2

重力势能守恒，以水面为0势能面，则（2+4）*10*（-20）=0+4*10*h 求的h=-30米，所以此时铁块深度30米