Question

【題目】學了“浮力”知識后，小紅同學進行了相關的實踐活動。（ρ水=1．0×103kg/m3，g取10 N/kg）

（1）她選取一質量為750 g、體積為1 250 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】（1）7．5 N;（2）10只;（3）5×103kg/m3

【解析】

試題分析：（1）因為木塊漂浮，由F浮=G得，木塊受到的浮力：F浮=G木=m木g=750×10-3kg×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：F'浮=G排=ρ水gV排=ρ水gV=1．0×103kg/m3×10 N/kg×1 250×10-6m3=12．5 N 螺母的重力為： G螺母總=F'浮-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-F'得，螺母受到的浮力：F浮螺母=G螺母-F'=0．5 N-0．4 N=0．1 N，

螺母的體積：V螺母==10-5m3

由ρ=m/V得，合金材料的密度：ρ合金==5×103kg/m3。