問題詳情:
如圖所示,A、B兩物體用細線相連浸沒水中,兩物體恰好懸浮,細線的質量、體積忽略不計.已知物體A的體積為1000 cm3,物體B的體積為100cm3,物體B的質量為0.5 kg.求:(g取10 N/kg,水的密度為1.0×103 kg/m3)
(1)物體B受到的浮;
(2)細線對物體B的拉力;
(3)物體A受到的重力;
(4)細線剪斷後,物體A靜止時,浸入水中的體積.
【回答】
(1)1N;(2)4N;(3)6N;(4)6×10﹣4m3.
【解析】
(1)據題意,B浸沒在水中,則物體B受到的浮力:F浮B=ρ水gV排B=1.0×103kg/m3×10N/kg×100×10﹣6m3=1N;(2)B物體的重力:GB=mBg=0.5kg×10N/kg=5N;細線對物體B的拉力:F拉B=GB﹣F浮B=5N﹣1N=4N;(3)因為物體間力的作用是相互的,所以細線對物體B的拉力和B對細線的拉力大小相等,即F拉A=F拉B=4N,A浸沒在水中時受到的浮力:F浮A=ρ水gV排A=1.0×103kg/m3×10N/kg×1000×10﹣6m3=10N;對物體A受力分析知:GAF拉A=F浮A,故物體A受到的重力:GA=F浮A﹣F拉A=10N﹣4N=6N;(4)因為物體A浸沒在水中時的浮力大於其重力,所以剪斷細線後,物體A會上浮直至漂浮在水面上,由於漂浮,所以F浮A′=GA=6N,由F浮=ρ水gV排得,此時物體A浸入水中的體積:V浸=V排= =6×10﹣4m3.
點睛:(1)根據阿基米德原理算出B物體受到的浮力;(2)對物體B受力分析算出細線對物體的拉力,根據F=G﹣F浮計算出拉力的大小;(3)對物體A受力分析算出物體A的重力;(4)由題意可知,剪斷細線後,木塊時漂浮在水面上的,則F浮=G;知道了木塊受到的浮力大小,就可以根據阿基米德原理公式的變形式算出此時木塊在水中的體積.
知識點:阿基米德原理
題型:計算題