Question

如图甲所示，用弹簧秤悬挂一物体，保持静止；当物体浸没在水中静止时弹簧测力计的示数如图乙所示．（g=10N/kg）求：

（1）物体的质量m；

（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和物体的密度ρ．

（4）若用细线悬挂一个体积不变的木球（ρ_木=0．5g/cm³）使二者悬浮，如图丙所示．则木球的体积至少多大？

Answer

（1）0．6kg；（2）2N；（3）3×103kg/m3；（4）8×10-4m3

【解析】

试题分析：（1）由甲图可知，∵物体静止∴F=G=6N，m=G/g=6N/10N/kg=0．6kg；（2）由乙图可知，当物体静止时，F浮=G-F示=6N-4N=2N；（3）∵F浮=G排=ρ水gV排，∴V排= F浮/ρ水g=2N/（1×103kg/m3×10N/kg）=2×10-4m3，当物体浸没时，V=V排，ρ=m/V=G/gV=6N/（10N/kg×2×10-4m3）=3×103kg/m3；（4）若整体悬浮，物体所受的拉力至少为F拉=4N，由于木球浸没，V木=V木排，由题意，F拉=F木浮—G木=ρ水gV木—ρ木gV木，V木= F拉/（ρ水—ρ木）g=4N/（1×103kg/m3—0．5×103kg/m3）×10N/kg=8×10-4m3。

【考点定位】阿基米德原理