Question

4．小明同學把一個體積為150cm³的蘋果放入水中，蘋果在水里處于懸浮狀態，則蘋果所受的浮力為1.5N，小明從水中取出蘋果，分成一個大塊和一個小塊，如圖所示，再將小塊放入水中，發現小塊沉入水底，據此現象可以推斷：若將大塊浸沒入水中，松手后大塊將會上浮，最終漂浮．

Answer 1

分析 （1）當蘋果處于懸浮狀態時，蘋果所排開水的體積與蘋果的體積相同，利用阿基米德原理求蘋果受到的浮力；
（2）當將小塊放入水中時，小塊沉入水底，小塊受到的浮力小于重力；而總浮力等于重力，可判斷大塊蘋果受到的重力與浮力的關系，根據物體的浮沉條件判斷大塊的浮與沉．

解答 解：
（1）蘋果處于懸浮狀態，則蘋果所排開水的體積與蘋果的體積相同，即V_排=V，
蘋果受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×150×10^-6m³×10N/kg=1.5N；
（2）整個蘋果懸浮在水中，說明G=F_浮，
將小塊放入水中，發現小塊沉入水底，說明F_小＜G_小；
又因為G_小+G_大=G，F_浮=F_大+F_小，
則G_大＜F_大，故大塊將上浮，最終漂浮．
故答案為：1.5；上浮，最終漂浮．

點評 本題難點在第二空的解答，判定大塊蘋果上浮或下沉，先從整體上看總浮力等于總重力，再到小塊蘋果的狀態看浮力小于重力．而大，小塊蘋果的浮力的和等于大、小塊蘋果的重力的和，故大塊蘋果的浮力大于重力．