Question

4．重5N的金屬球，浸沒在水中時(shí)，排開了4N的水，則金屬球受到了4N的浮力，浮力的方向是豎直向上，若將其放入足量的水銀中，它所受到的浮力為5N．

Answer 1

分析 金屬球浸沒在水中排開了4N的水，根據(jù)阿基米德原理即可求出金屬球所受到的浮力；
因靜止時(shí)受到的浮力和重力是一對(duì)平衡力，大小相等、方向相反，而重力的方向豎直向下，據(jù)此可知浮力方向；
再根據(jù)G=mg和阿基米德原理此求出金屬球的體積，然后求出金屬球密度，與水銀的密度比較可知，它一定是漂浮在水銀表面的，因此其浮力等于自身的重力．

解答 解：（1）金屬球浸沒在水中排開了4N的水即G_排=4N，根據(jù)阿基米德原理：F_浮=G_排=4N；
受到的浮力和重力是一對(duì)平衡力，則浮力方向豎直向上；
（2）由F_浮=ρgV_排得金屬球的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N．kg}$=4×10^-4m³，
則金屬球的密度：
ρ_球=$\frac{{m}_{球}}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{5N}{10N/kg×4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.25×10³kg/m³．
則ρ_球＜ρ_水銀，所以將金屬球放入水銀中一定漂浮，所以金屬球所受到的浮力等于自身的重力，為5N．
故答案為：4；豎直向上；5．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了阿基米德原理、物體的浮沉條件的應(yīng)用．做題時(shí)要靈活運(yùn)用公式．