Question

11．如图一个体积为100cm³的乒乓球漂浮在水面，有$\frac{2}{3}$体积露出水面．
求：①画出乒乓球的受力示意图．
②乒乓球的质量多大？

Answer 1

分析 根据题意求出物体浸没在水中的体积，根据F_浮=ρ_水gV_排求出物体受的浮力．漂浮在水面上的物体，受到竖直向下的重力和竖直向上的浮力，且重力等于浮力，按照力的示意图的画法画出这两个力．最后利用G=mg求出质量．

解答 解：①物体浸没在水中的体积：
V_排=（1-$\frac{2}{3}$）V=$\frac{1}{3}$×1×10^-4m³=$\frac{1}{3}$×10^-4m³，
物体受的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×$\frac{1}{3}$×10^-4m³≈0.33N．
乒乓球漂浮在水面，
所以G=F_浮=0.33N，
过球心分别沿竖直向下和竖直向上的方向画一条带箭头的线段表示出重力和浮力，二者大小相等，并标出G和F_浮，如下图所示：

②质量m$\frac{G}{g}$=$\frac{0.33N}{10N/kg}$=0.033kg．
答：①乒乓球的受力示意图见解答．
②乒乓球的质量为0.033kg．

点评 此题主要考查的是学生对浮力计算公式、物体浮沉条件、力的示意图的画法的理解和掌握，弄清楚物体排开水的体积是解决此题的关键．