用一根绳子将一个体积为0.4分米3的铁球(ρ铁=7.8×10 3千克/ 米3)与一个木块连在一起放入容器内。木块的密度为0.2×10 3千克/ 米3 ,体积为5分米3 。若向容器内不断注水,问:
(1)当水浸没木块的体积为3分米3时,木块保持静止,求此绳的拉力。
(2)继续向容器内注水,木块浸入水中的体积至少为多大时,铁球对容器底的压力为零。
分析:如图所示
(1)当水浸没木块的体积为3分米3时,木块受水的浮力、重力和绳的拉力,三个力平衡,F浮木=T’+G木
铁球受水的浮力、绳的拉力、容器底的支持力和重力,四个力平衡,F浮铁+T+N=G铁
T’和T是一对相互作用力,T’=T
(2)铁球对容器底的压力为零时,木块受水的浮力、重力和绳的拉力,三个力平衡,F浮木=T’+G木
铁球受水的浮力、绳的拉力和重力,三个力平衡,F浮铁+T=G铁
T’和T是一对相互作用力,T’=T
解答:
(1)
ρ木gV排木=T’+ρ木V木g
ρ铁gV排铁+T’+N=ρ铁V铁g
T’=T
解得T=
(2)
ρ木gV排木=T’+ρ木V木g
ρ铁gV排铁+T’=ρ铁V铁g
T’=T
解得V排木= |