Question

20．如图所示，用弹簧测力计悬挂一物体，在空气中弹簧测力计示数为6N，当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数是4N，（g=10N/kg）．求：
（1）物体的质量m_物；
（2）物体浸没在水中受到的浮力F_浮；
（3）物体浸没时排开水的体积V_排和物体的密度ρ_物．

Answer 1

分析 （1）在空气中弹簧测力计示数即为物体的重力，根据G=mg求出其质量；
（2）知道物体浸没时弹簧测力计的示数，根据称重法F_浮=G-F′求出物体浸没在水中受到的浮力；
（3）根据阿基米德原理求出物体浸没时排开水的体积，即为物体的体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$求出物体的密度．

解答 解：（1）在空气中弹簧测力计示数为6N，则物体的重力G_物=6N，
由G=mg可得，物体的质量：
m_物=$\frac{{G}_{物}}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg；
（2）当物体浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=4N，则物体受到的浮力：
F_浮=G_物-F′=6N-4N=2N；
（3）由F_浮=ρgV_排可得，物体浸没时排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，物体的体积：
V_物=V_排=2×10^-4m³，
物体的密度：
ρ_物=$\frac{{m}_{物}}{{V}_{物}}$=$\frac{0.6kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=3×10³kg/m³．
答：（1）物体的质量为0.6kg；
（2）物体浸没在水中受到的浮力为2N；
（3）物体浸没时排开水的体积为2×10^-4m³，物体的密度3×10³kg/m³．

点评 本题考查了重力公式和称重法求浮力、阿基米德原理、密度公式的应用，要注意物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等．