Question

將重10N的小球掛在彈簧測力計下端當小球有一半體積浸入水中時，彈簧測力計的示數為2.5N（g取10N/kg）求：
（1）小球受到浮力是多大？
（2）小球的體積是多少？
（3）若將小球從彈簧測力計下端取下，直接放入水中，當小球靜止時，受到的浮力是多大？

Answer 1

解：（1）由題知，F_浮=G-F_示=10N-2.5N=7.5N，
答：小球受到浮力是7.5N．
（2）∵F_浮=ρ_水gv_排，
∴V_排===7.5×10^-4m³，
∴物體的體積：
v=2×7.5×10^-4m³=1.5×10^-3m³；
答：小球的體積是1.5×10^-3m³．
（3）∵G=mg=10N，
∴m===1kg，
ρ_物==≈0.7×10³kg/m³；
∴物體的密度小于水的密度，物體漂浮在水面上，
物體受到的浮力：
F_浮′=G=10N．
答：受到的浮力是10N．
分析：（1）先利用稱重法求物體浸入一半時受到的浮力；
（2）再利用阿基米德原理求排開水的體積（總體積的一半），從而得出物體的體積；
（3）知道物體的重力求物體的質量，利用密度公式求物體的密度，和水的密度比較，確定物體存在的狀態，利用物體的浮沉條件求此時物體受到的浮力．
點評：本題考查了密度的計算、重力的計算、浮力的計算（漂浮條件、阿基米德原理），涉及到用稱重法測量物體受到的浮力，知識點多，屬于難題．計算過程運用了多個計算公式，需要學生掌握這些知識并靈活的運用這些公式進行計算．通過對本題的計算，實際上告訴我們一種測量固體密度的一種方法．