Question

【题目】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

【答案】
（1）解：由甲图可知，∵物体静止∴F=G=6N，；

（2）解：由乙图可知，当物体静止时，F浮=G-F示=6N-4N=2N

（3）解：∵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。

【解析】（1）由图甲可知物体的重力，根据G=mg求出物体的质量；
（2）知道物体的重力和浸没水中时弹簧测力计的示数，根据称重法求出受到的浮力；
（3）根据阿基米德原理求出排开水的体积即为物体的体积，利用求出物体的密度；
（4）把木球和物体看做整体，受到竖直向上的两者的浮力和竖直向下两者的重力，根据力的平衡条件得出等式，把F浮=ρgV排和G=mg=ρVg代入等式即可求出木球的体积．
【考点精析】关于本题考查的密度的计算和浮力大小的计算，需要了解密度公式：ρ = m/v；浮力的公式为：F浮= G排 =ρ液gv排才能得出正确答案．