Question

9．如圖甲所示，彈簧測力計示數(shù)為5N．如圖乙所示，小球一半浸在水中，測力計示數(shù)為2N，求：
（1）小球受到浮力是多大？
（2）小球的體積是多大？
（3）剪斷懸吊小球的細線，小球在水中穩(wěn)定時受到的浮力為多少？

Answer 1

分析 （1）先利用稱重法求物體浸入一半時受到的浮力；
（2）再利用阿基米德原理求排開水的體積（總體積的一半），從而得出物體的體積；
（3）知道物體的重力求物體的質(zhì)量，利用密度公式求物體的密度，和水的密度比較，確定物體存在的狀態(tài)，利用物體的浮沉條件求此時物體受到的浮力．

解答 解：（1）小球受到的浮力：
F_浮=G-F_示=5N-2N=3N，
（2）因為F_浮=ρ_水gV_排，
所以V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³，
所以物體的體積：
V=2×3×10^-4m³=6×10^-4m³=600cm³=6×10^-4m³；
（3）因為G=mg=5N，
所以m=$\frac{G}{g}$=$\frac{5N}{10N/kg}$=0.5kg，
ρ_物=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.5kg}{6×1{0}^{-4}{m}^{3}}$≈0.83×10³kg/m³；
所以物體的密度小于水的密度，物體漂浮在水面上，
物體受到的浮力：
F_浮′=G=5N．
答：（1）小球受到浮力是3N；
（2）小球的體積是6×10^-4m³；
（3）剪斷懸吊小球的細線，小球在水中穩(wěn)定時受到的浮力為5N．

點評 本題考查了密度的計算、重力的計算、浮力的計算（漂浮條件、阿基米德原理），涉及到用稱重法測量物體受到的浮力，知識點多，屬于難題．