Question

5．如图甲所示，弹簧测力计示数为10N．如图乙所示，小球一半浸没在水中，测力计示数为4N．则小球受到的浮力为6 N，小球的体积为1200cm³．剪断悬吊小球的细线，小球在水中稳定时受到的浮力为10N．（水的密度为1×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）先利用称重法求出小球浸入一半时受到的浮力；
（2）再利用阿基米德原理求出排开水的体积（总体积的一半），从而得出小球的体积；
（3）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，利用物体的浮沉条件求此时物体受到的浮力．

解答 解：（1）小球受到的浮力：
F_浮=G-F′=10N-4N=6N；
（2）由F_浮=ρgV_排可得，此时小球排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{6N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6×10^-4m³，
则小球的体积：
V=2V_排=2×6×10^-4m³=1.2×10^-3m³=1200cm³；
（3）由G=mg可得，小球的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{10N}{10N/kg}$=1kg，
则小球的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1kg}{1.2×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$≈0.8×10³kg/m³，
因小球的密度小于水的密度，
所以，物体漂浮在水面上，
物体受到的浮力：
F_浮′=G=10N．
故答案为：6；1200；10．

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，属于难题．计算过程运用了多个计算公式，需要学生掌握这些知识并灵活的运用这些公式进行计算．通过对本题的计算，实际上告诉我们一种测量固体密度的一种方法．