Question

不溶于水的实心球重12N，体积为1.5dm³，若把它轻轻地放入足够大且装满了水的桶里，求：
（1）球受到的浮力的大小．
（2）从桶中溢出的水的质量的大小．（取g=10 N/公斤）

Answer 1

【答案】分析：由于实心球的密度没有直接给出，所以采用假设的方法来解决，先设金属球浸没在水中，由此求出此时受的浮力大小，根据物体的浮沉条件，判断假设的正确性，从而得出实心球所处的状态，进行合理的计算．当物体漂浮在液面上时，所受的浮力与其重力相等，也等于其排开水的重力，即F_浮=G_球=G_排．
解答：解：
（1）若实心球浸没在水中，则它受到的浮力F′_浮=ρ_液gV′_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1.5×10^-3m³=15N
因F′_浮＞G_球，故实心球静止后将漂浮在水面上，则所求浮力F_浮=G_球=12N
（2）设实心球静止后排开的水所受重力和排开水的质量分别为G_排和m_排因F_浮=G_球=m_排g，
又由于从桶中溢出的水的质量等于实心球排开的水的质量，故溢出的水的质量m_溢=m_排===1.2kg
答：（1）球受到的浮力是12N．
（2）从桶中溢出的水的质量为1.2kg．
点评：此题主要考查学生对阿基米德原理和浮力大小的计算的理解和掌握．计算时注意利用好物体的沉浮条件．