Question

不溶于水的實心球重12N，體積為1.5dm³，若把它輕輕地放入足夠大且裝滿了水的桶里，求：
（1）球受到的浮力的大小．
（2）從桶中溢出的水的質量的大小．（取g=10 N/公斤）

Answer 1

【答案】分析：由于實心球的密度沒有直接給出，所以采用假設的方法來解決，先設金屬球浸沒在水中，由此求出此時受的浮力大小，根據物體的浮沉條件，判斷假設的正確性，從而得出實心球所處的狀態，進行合理的計算．當物體漂浮在液面上時，所受的浮力與其重力相等，也等于其排開水的重力，即F_浮=G_球=G_排．
解答：解：
（1）若實心球浸沒在水中，則它受到的浮力F′_浮=ρ_液gV′_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.5×10^-3m³=15N
因F′_浮＞G_球，故實心球靜止后將漂浮在水面上，則所求浮力F_浮=G_球=12N
（2）設實心球靜止后排開的水所受重力和排開水的質量分別為G_排和m_排因F_浮=G_球=m_排g，
又由于從桶中溢出的水的質量等于實心球排開的水的質量，故溢出的水的質量m_溢=m_排===1.2kg
答：（1）球受到的浮力是12N．
（2）從桶中溢出的水的質量為1.2kg．
點評：此題主要考查學生對阿基米德原理和浮力大小的計算的理解和掌握．計算時注意利用好物體的沉浮條件．