Question

如圖1 所示，一個(gè)重為10牛的實(shí)心金屬塊，掛在彈簧秤下并浸入水中(彈簧秤未畫(huà)出)，當(dāng)金屬塊的體積的1/3浸入水中靜止時(shí)，彈簧秤的示數(shù)為8牛，當(dāng)把金屬塊全部浸入水中并碰到杯底時(shí)，彈簧秤的示數(shù)(      )。

A、可能是2牛    B、可能是6牛   C、可能是8牛     D、以上答案均錯(cuò)

Answer 1

A

【分析與解】這是一道條件、結(jié)果開(kāi)放的問(wèn)題。由題意已知，物體重G=10牛，當(dāng)V_排=1/V_物時(shí)，彈簧秤示數(shù)F_彈=8牛，則物體所受浮力F_浮= G-F_彈=2牛。由阿基米德原理，F(xiàn)_浮=ρ_水gV_排，ρ_水g1/3V_物=2牛，推得：ρ_水g V_物=6牛，即當(dāng)金屬塊全部浸沒(méi)水中時(shí)受到的浮力為6牛。

當(dāng)把金屬塊全部浸入水中并碰到杯底時(shí)，若金屬塊只是與杯底接觸而未互相擠壓，則金屬塊受重力、浮力和彈簧秤的拉力共三個(gè)力的作用，此時(shí)彈簧秤的示數(shù)為：

                      F_彈＝G－F_浮＝10牛－6牛＝4牛

若金屬塊與杯底接觸并互相擠壓時(shí)，杯底對(duì)金屬塊有豎直向上的支持力，此時(shí)彈簧秤的示數(shù)不確定，最小值為零，即彈簧秤示數(shù)的范圍為0~4牛。因此本題正確選項(xiàng)為A。