如图所示，将一个木块用细绳拴着，固定在水里，此时木块处于静止状态，绳子的拉力为10N．已知容器的底面积为100cm2，木块的质量为0.5kg，木块的密度为0.5×103kg/m3，水的密度为1×103kg/m3，

Question

如图所示，将一个木块用细绳拴着，固定在水里，此时木块处于静止状态，绳子的拉力为10N．已知容器的底面积为100cm²，木块的质量为0.5kg，木块的密度为0.5×10³kg/m³，水的密度为1×10³kg/m³，求：

（1）木块在水中受到的浮力是多少？
（2）用刀将绳子切断后，木块漂浮在水面上，求木块静止时露出液面部分的体积是多少？此时水对容器底部的压强减小了多少？

Answer 1

（1）木块在绳子的拉力作用下，在水中处于静止状态，则此时G_木+F_拉=F_浮，
则木块受到的浮力：
F_浮=F_拉+G=F_拉+mg=10N+0.5kg×10N/kg=15N，
（2）剪断绳子木块漂浮在水面上，
F_浮′=G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
由F_浮′=ρ_水gV_排′得：
V_排′=(F′浮)/(ρ水g)=(5N)/(1×103kg/m3×10N/kg)=5×10^-4m³，
根据ρ=(m)/(V)可得，木块的体积：
V=(m)/(ρ)=(0.5kg)/(0.5×103kg/m3)=1×10^-3m³，
V_露=V-V_排′=1×10^-3m³-5×10^-4m³=5×10^-4m³．
△V_排=V_露=5×10^-4m³．
水深变化：
△h=(△V排)/(S)=(5×10-4m3)/(100×10-4m2)=0.05m，
此时水对容器底部的压强减小量：
△p=ρ_水g△h=1×10³kg/m³×10N/kg×0.05m=500Pa．
答：（1）木块受到的浮力是15N；
（2）木块静止时露出液面部分的体积是5×10^-4m³；此时水对容器底部的压强减小了500Pa．