Question

【题目】如图，将含有一空心铝球的冰块投入平底水槽中，冰块内空心铝球的体积V 铝 =10cm 3 ，当冰块（含空心铝球）悬浮时，排开水的体积V 排 =45cm 3 ．冰全部熔化后，浸没在水中的空心铝球沉入水底，已知冰的密度ρ 冰 =0.9×10 3 kg/m 3 ，ρ 铝 =2.7×10 3 kg/m 3，冰块（含空心铝球）在水中悬浮时的重力为 _____N，空心铝球最终对水槽底部的压力为 _____N．

Answer 1

【答案】0.45N 0.035N

【解析】

冰块（含空心铝球）完全浸没时受到的浮力：F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×45×10-6m3=0.45N；由于冰块（含空心铝球）处于悬浮，则冰块（含空心铝球）重力G=F浮=0.45N；

冰的体积V=V排-V铝=45cm3-10cm3=35cm3=35×10-6m3，由和G=mg得冰的重力：G=mg=冰Vg=0.9×103kg/m3×10N/kg×35×10-6m3=0.315N；空心铝球的重力：G球=G-G冰=0.45N-0.315N=0.135N；由于空心铝球沉在底部，则受到的浮力：F浮=水gV排=水gV铝=1.0×103kg/m3×10N/kg×10×10-6m3=0.1N；对水槽底部的压力：F=G-F浮=0.135N-0.1N=0.035N．