Question

如圖所示，彈簧上端與物塊相連接，下端固定在容器底部．當(dāng)物塊浸沒(méi)在水中靜止時(shí)與浸沒(méi)在酒精中靜止時(shí)，彈簧的彈力大小相等．物塊的體積為100cm³，酒精的密度為0.8×10³㎏/m³，g取10N/kg．
求：（1）物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F_浮．
（2）物塊的質(zhì)量．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)F_浮=ρ_水gV_物 求得物塊浸沒(méi)在水中受到的浮力；
（2）對(duì)物塊浸沒(méi)在水中和酒精中進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)二力平衡列出等式即可求得結(jié)論．

解答：解：
（1）物塊浸沒(méi)在水中：F_浮=ρ_水gV_物=1.0×㎏/m³×10N/kg×1×10^-4m³=1N．
 （2）物塊浸沒(méi)在水中和酒精中受力分析分別如圖甲、乙所示 
 若物塊都受彈簧的支持力，由于重力不變，浮力不同，故這種情況不可能；同理都受彈簧的拉力也不可能．
只可能是一個(gè)為拉力，另一個(gè)為支持力．由于物塊在水中浮力大，物塊會(huì)上浮，故彈簧會(huì)對(duì)它有拉力；在酒精中物塊會(huì)受支持力作用．
 
∵F_浮=F_拉+mg，
∴F_拉=1N-mg，
∵F_浮′+F_支=mg，F(xiàn)_拉=F_支
F_浮′=ρ_酒精gV_物
∴F_浮′+1N-mg=mg
∴0.8×10³㎏/m³×10N/kg×1×10^-4m³=2m×10N/kg，
解得m=0.09kg．
答：（1）物塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F_浮為1N；
（2）物塊的質(zhì)量為0.09kg．

點(diǎn)評(píng)：本題考查壓強(qiáng)、體積、浮力等的計(jì)算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，難點(diǎn)是對(duì)物體進(jìn)行受力分析，還要注意計(jì)算時(shí)還要注意單位的統(tǒng)一．此題有一定的拔高難度，屬于難題．