Question

4．有一个边长为3cm，密度为2×10³kg/m³的一个立方体橡皮泥块．（g取10N/kg）
（1）浸没在水中时，求出它受到的浮力是多大？
（2）把这块橡皮泥捏成一只小船，使其漂浮在水面上小船受到的浮力是多少？求出此时的小船排开水的体积？

Answer 1

分析 （1）浸没在水中，根据边长求出物体体积，利用阿基米德原理即可求所受浮力；
（2）当把这块橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，根据物体的漂浮条件浮力等于重力，所以求出物体的重力即可得知小船所受的浮力．再根据F_浮=ρ_水gV_排公式变形可求得此时的小船排开水的体积．

解答 解：（1）因为橡皮泥浸没在水中，V_排=V_橡=（0.03m）³=2.7×10^-5m³；
F_浮=G_排=ρ_水g V_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2.7×10^-5m³=0.27N；
（2）把橡皮泥捏成小船，质量不变，重力不变，由G=mg和$ρ=\frac{m}{V}$可得，
橡皮泥漂浮时，根据二力平衡的条件，小船受到的浮力：
${F}_{浮}^{′}$=G_橡=ρ_橡g V_橡=2.0×10³kg/m³×10N/kg×2.7×10^-5m³=0.54N；
由F_浮=ρ_水g V_排可得，此时的小船排开水的体积：
${V}_{排}^{′}$=$\frac{{F}_{排}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.54N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5.4×10^-5m³．
答：（1）浸没在水中时，它受到的浮力是0.27N；
（2）把这块橡皮泥捏成一只小船，使其漂浮在水面上小船受到的浮力是0.54N；此时小船排开水的体积为5.4×10^-5m³．

点评 本题是一道关于浮力问题的综合计算题，解题的关键：一是掌握两种浮力的计算方法（阿基米德原理、漂浮条件），二是用好“F_浮?V_排”（知道浮力求排开水的体积，知道排开水的体积求浮力）．