Question

小寧為了研究浸在液體中的物體所受浮力的規(guī)律，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，他將彈簧測力計(jì)一端固定，另一端掛一合金塊A，開始他將合金塊A浸沒在裝有水的容器中，容器側(cè)面的底部有一由閥門B控制的出水口，實(shí)驗(yàn)時(shí)，打開閥門B緩慢放水，放到彈簧測力計(jì)的讀數(shù)不再變化時(shí)，立即關(guān)閉閥門B，在此過程中金屬塊始終不與容器底部接觸，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)的最小值和最大值分別為22N和32N，g取10N/kg．求：
（1）在原圖上作出關(guān)閉閥門B后水面的大致位置．
（2）合金塊A受到的重力．
（3）合金塊A受到的最大浮力．
（4）合金塊A的密度．

Answer 1

分析：（1）彈簧測力計(jì)的讀數(shù)不再變化時(shí)，也就是合金塊A不在水中，水面低于合金塊A的底部，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)不再受浮力影響．（2）彈簧測力計(jì)的讀數(shù)不再變化時(shí)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為合金塊A的重力．
（3）合金塊A受浮力最大時(shí)即彈簧測力計(jì)的讀數(shù)最小時(shí)，因?yàn)閺椈蓽y力計(jì)的讀數(shù)等于合金塊A的重力減去合金塊A的浮力．
（4）根據(jù)浮力公式計(jì)算合金塊A的體積，根據(jù)重力公式計(jì)算合金塊A質(zhì)量，根據(jù)密度公式計(jì)算合金塊A的密度．

解答：解：（1）如圖

（2）彈簧測力計(jì)的讀數(shù)不再變化時(shí)，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為合金塊A的重力．合金塊A受到的重力等于彈簧秤的拉力，即：32N；
（3）合金塊A受到的最大浮力：
F_浮=G-F_拉=32N-22N=10N；
答：合金塊A受到的最大浮力是10N．
（4）合金的體積：V=

F浮

ρ水g

=

10N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=10^-3m³
合金的質(zhì)量：m=

G

g

=

32N

10N/kg

=3.2kg
合金的密度：ρ=

m

v

=

3.2kg

10-3m3

=3.2×10³kg/m³
答：合金塊A的密度為3.2×10³kg/m³

點(diǎn)評：本題考查學(xué)生對重力和浮力的理解及浮力公式，重力公式，密度公式的綜合運(yùn)用．