Question

學完“浮力”知識后，小芳同學進行了相關的實踐活動．(p_水＝1.0×10³ kg/m³，g取10 N/kg)

(1)她選取一質量為750 g、體積為1250 cm³長方體木塊，讓它漂浮在水面上，如圖甲所示，求木塊受到的浮力．

(2)取來規格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母質量為50 g，將螺母逐個放置在漂浮的木塊上．問：放多少只螺母時，木塊剛好浸沒在水中？

(3)她又用彈簧測力計、一只螺母做了如圖乙所示的實驗，彈簧測力計靜止時的示數為0.4 N，求合金材料的密度．

Answer 1

答案：
解析：

答：(1)木塊受到的浮力7.5 N； 　　(2)放10只螺母時，木塊剛好浸沒在水中； 　　(3)合金材料的密度5×103 kg/m3． 　　分析：(1)木塊漂浮，此時木塊受到的浮力等于木塊本身的重力，已知木塊質量，利用F浮＝G＝mg計算； 　　(2)已知水的密度和木塊的體積，根據阿基米德原理F浮＝G排可以計算出木塊完全浸沒在水中時受到的浮力，再根據平衡條件計算出需要的螺母的重力，最后計算個數； 　　(3)已知螺母質量和彈簧測力計的示數，利用F浮＝G－計算出浮力，再根據阿基米德原理F浮＝ρ水gV排計算出體積，最后根據ρ＝計算密度． 　　解答：解：(1)∵木塊漂浮，由F浮＝G得， 　　木塊受到的浮力：F浮＝G木＝m木g＝750×10－3 kg×10 N/kg＝7.5 N； 　　(2)木塊完全浸沒．由阿基米德原理得， 　　此時木塊受到的浮力：＝G排＝ρ水gV排＝ρ水gV木＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×1250×10－6 m3＝12.5 N， 　　螺母的重力為：G螺母總＝－G木＝12.5 N－7.5 N＝5 N， 　　螺母的個數為：n＝＝＝10只； 　　(3)螺母完全浸沒在水中，由F浮＝G－得， 　　螺母受到的浮力：F浮螺母＝G螺母－＝0.5 N－0.4 N＝0.1 N， 　　螺母的體積：V螺母＝＝＝10－5 m3， 　　由ρ＝得，合金材料的密度：ρ合金＝＝＝5×103 kg/m3． 　　點評：本題綜合考查了重力的計算、浮力的計算(阿基米德原理、漂浮條件)密度的計算，知識點多，尤其是(2)中的判斷木塊的平衡狀態，木塊是由于螺母才完全浸沒在水中，但木塊本身也有一定重力，此時，F浮＝G木＋G螺母，在計算過程中單位要統一．

提示：

探究浮力大小的實驗；二力平衡條件的應用；阿基米德原理；浮力大小的計算．