Question

9．如图甲所示，弹簧测力计示数为5N．如图乙所示，小球一半浸在水中，测力计示数为2N，则小球此时受到的浮力为3N．剪断悬吊小球的细线后，小球在水中稳定时的状态为漂浮（“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），此时所受到的浮力为5N．

Answer 1

分析 （1）先利用称重法求物体浸入一半时受到的浮力；
（2）再利用阿基米德原理求排开水的体积（总体积的一半），从而得出物体的体积；
知道物体的重力求物体的质量，利用密度公式求物体的密度，和水的密度比较，确定物体存在的状态；
（3）根据浮沉条件即可判断浮力大小．

解答 解：（1）小球受到的浮力：
F_浮=G-F_示=5N-2N=3N；
（2）由F_浮=ρ_水gV_排可得，此时排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³，
由题意可知小球的体积：
V=2×3×10^-4m³=6×10^-4m³．
小球的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{5N}{10N/kg}$=0.5kg，
小球的密度：ρ_物=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.5kg}{6×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.83×10³kg/m³；
因为小球的密度小于水的密度，所以小球在水中稳定时漂浮在水面上．
（3）根据漂浮条件可知，此时所受到的浮力：F_浮′=G=5N．
故答案为：3；漂浮；5．

点评 本题考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算（漂浮条件、阿基米德原理），涉及到用称重法测量物体受到的浮力，知识点多．