Question

學(xué)完“浮力”知識后，小芳同學(xué)進行了相關(guān)的實踐活動．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

（1）她選取一質(zhì)量為750g、體積為1250cm³長方體木塊，讓它漂浮在水面上，如圖甲所示，求木塊受到的浮力．
（2）取來規(guī)格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母質(zhì)量為50g，將螺母逐個放置在漂浮的木塊上．問：放多少只螺母時，木塊剛好浸沒在水中？
（3）她又用彈簧測力計、一只螺母做了如圖乙所示的實驗，彈簧測力計靜止時的示數(shù)為0.4N，求合金材料的密度．

Answer 1

解：
（1）∵木塊漂浮，由F_浮=G得，木塊受到的浮力：F_浮=G_木=m_木g=750×10^﹣3 kg×10N/kg=7.5N；
（2）木塊完全浸沒．由阿基米德原理得，此時木塊受到的浮力：F_浮'=G_排=ρ_水gV_排=ρ_水gV_木=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1250×10^﹣6 m³=12.5N，
螺母的重力為：G_螺母總=F_浮'﹣G_木=12.5N﹣7.5N=5N，
螺母的個數(shù)為：n===10只；
（3）螺母完全浸沒在水中，由F_浮=G﹣F'得，螺母受到的浮力：F_浮螺母=G_螺母﹣F'=0.5N﹣0.4N=0.1N，
螺母的體積：V_螺母===10^﹣5m³，
由ρ=得，合金材料的密度：ρ_合金===5×10³kg/m³．