Question

8．小明將重為3N的石塊掛在彈簧測力計下端，先后浸沒在水和鹽水中：石塊靜止時彈簧測力計的示數如圖甲、乙所示，則石塊排開水的重力為1N；從圖中可知燒杯中鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．若剪斷圖甲中的細線，石塊將下沉（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）．

Answer 1

分析 （1）知道石塊的質量和浸沒時水中時彈簧測力計的示數，根據稱重法F_浮=G-F′求出石塊受到水的浮力，根據阿基米德原理求出石塊排開水的重力；
（2）根據圖乙讀出物體浸沒在鹽水中時受到的浮力，石塊浸沒時排開水和鹽水的體積相等，根據阿基米德原理得出等式即可求出鹽水的密度；
（3）比較石塊的重力和浮力關系然后判斷剪斷圖甲中的細線后石塊的狀態．

解答 解：（1）石塊的重力G=3N，石塊浸沒時水中時彈簧測力計的示數F′=2N，
則石塊浸沒在水中時受到的浮力：
F_浮=G-F′=3N-2N=1N，
由阿基米德原理可知，石塊排開水的重力：
G_排=F_浮=1N；
（2）由圖乙可知，石塊浸沒時鹽水中時彈簧測力計的示數F″=1.8N，
石塊浸沒在水中時受到的浮力：
F_浮′=G-F″=3N-1.8N=1.2N，
因石塊浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得，石塊排開液體的體積：
V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{鹽水}g}$，
則鹽水的密度：
ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{1.2N}{1N}$×1.0×10³kg/m³=1.2×10³kg/m³；
（3）因圖甲中，F_浮＜G，
所以，剪斷圖甲中的細線，石塊將下沉．
故答案為：1；1.2×10³；下沉．

點評 本題考查了稱重法求浮力和阿基米德原理、物體浮沉條件的應用，要注意物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等．