Question

【題目】某長方體懸掛在彈簧測力計下，靜止在空氣中測力計的示數為10牛；若該立方體一半浸在水中測力計的示數變為5.1牛（如圖所示），則此時長方體所受水的浮力為牛，浮力的方向為；若撤去彈簧秤的拉力，將該長方體放入水中，當它靜止時上下表面所受施加的壓力差為牛．

Answer 1

【答案】4.9；豎直向上；9.8
【解析】解：（1）由題可知，把物體一半體積浸入水中時，測力計的示數為F示=5.1N， 此時物體所受浮力：
F浮=G﹣F示=10N﹣5.1N=4.9N；
浮力的方向是豎直向上的；（2）根據阿基米德原理F浮=ρ水gV排可知，物體全部浸沒水中時浮力：
F浮′=2F浮=2×4.9N=9.8N；
因為物體全部浸沒水中時浮力F浮′＜G，
所以當撤去彈簧秤的拉力，將該長方體放入水中，當它靜止時，物體下沉，（3）因為物體浸沒水中受到的浮力等于上下表面受到水的壓力差，
所以物體上下表面所受施加的壓力差：
△F=F浮′=9.8N．
故答案為：4.9；豎直向上；9.8．
（1）根據稱重法計算出立方體一半浸在水中受到的浮力大小；浮力的方向是豎直向上的；（2）根據排開水的體積關系求出物體全部浸沒水中時受到的浮力，與物體重力比較，根據漂浮條件確定物體在水中的狀態；進而求出撤去彈簧秤的拉力將該長方體放入水中，當它靜止時受到的浮力；（3）利用浮力的實質（物體受到的浮力等于物體上下表面所受水的壓力差）求解．