Question

5．如圖所示，用手提住彈簧測力計(jì)（圖中手未畫出），下面吊著一個(gè)金屬塊．當(dāng)金屬塊未接觸容器中的水時(shí)（如圖a），彈簧測力計(jì)的示數(shù)為5牛；當(dāng)金屬塊全部浸入水中時(shí)（如圖c），彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3牛．（g取10牛/千克）
（1）求金屬塊全部浸入水中時(shí)受到的浮力；
（2）求金屬塊的體積；
（3）求金屬塊的密度．

Answer 1

分析 （1）金屬塊所受浮力等于物體在空氣中的重力減去在水中彈簧秤的拉力（稱重法測浮力）；
（2）利用阿基米德原理F_浮=ρgV_排求出金屬塊排開水的體積（金屬塊的體積）；
（3）根據(jù)公式 ρ=$\frac{m}{V}$求出金屬塊的密度．

解答 解：
（1）由圖知，金屬塊受到的浮力：
F_浮=G-F_示=5N-3N=2N，
（2）因?yàn)榻饘賶K浸沒水中，F(xiàn)_浮=ρ_水V_排g，
所以金屬塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×{10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
（3）金屬塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{5N}{10N/kg}$=0.5kg，
金屬塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.5kg}{2×{10}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³．
答：（1）金屬塊全部浸入水中時(shí)受到的浮力為2N；
（2）金屬塊的體積為2×10^-4m³；
（3）金屬塊的密度為2.5×10³kg/m³．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對密度公式、阿基米德原理的掌握和運(yùn)用，考查了稱重法測浮力，關(guān)鍵是利用阿基米德原理求物體的體積，這是本題的難點(diǎn)．