Question

6．小明用細線系住重為5N的物體，使其一半體積浸入盛滿水的溢水杯中，物體排開的水重為2N，此時物體所受的浮力為2N，將物體浸沒在水中，此時物體所受的浮力為4N，物體排開的水的體積為4×10^-4m³，松手后，物體將下沉（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 根據(jù)阿基米德原理可求物體一半體積浸入盛滿水的溢水杯中時受到水的浮力，進而可求物體全部浸沒再水中時受到的浮力，然后根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排計算物體排開水的體積，比較物體重力和浮力大小，根據(jù)物體浮沉條件判斷松手后，物體在水中的狀態(tài)．

解答 解：根據(jù)阿基米德原理可知，物體一半體積浸入盛滿水的溢水杯中時受到水的浮力：
F_浮=G_排=2N，
將物體浸沒在水中，由于物體排開水的體積是原來的2倍，
所以，此時物體所受的浮力為：F_浮′=2F_浮=2×2N=4N，
根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可得排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³；
因為F_浮′＜G，
所以，松手后，物體將下沉．
故答案為：2；4；4×10^-4；下沉．

點評 此題考查浮力的大小計算、阿基米德原理、物體浮沉條件及其應用，題目難度適中，適合學生訓練，屬于中檔題．