Question

【题目】小明在做“探究浮力大小”实验中，测得装满水的溢水杯中水的深度为20cm，空小桶重力为0.3N，把它们放在水平桌面上，如图甲所示．再将一个重为0.5N小球轻轻放入溢水杯中，小球沉到杯底，溢出的水全部流入小桶，如图乙所示．将装有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，静止时测力计的示数如图丙所示．

（1）求小球从水面沉到杯底的过程中，小球的重力所做的功是多少？

（2）求小球浸没在水中时所受的浮力为多少牛？

（3）若小球是实心的，求制成小球的材料的密度是多少？

Answer 1

【答案】（1）0.1J；（2）0.4N；（3）1250kg/m3

【解析】

（1）水深20cm，即h=0.2m，小球从水面沉到杯底的过程中，

小球的重力所做的功为：W=Gh=0.5N×0.2m=0.1J

（2）解：空小桶重力为0.3N，图丙中测力计示数为0.7N，即溢出水与小桶总重为：G总=0.7N，

根据阿基米德原理可知，小球受到的浮力：F浮=G排=G总﹣G桶=0.7N﹣0.3N=0.4N

（3）解：根据F浮=ρ液V排g可得，小球的体积：

V=V排= = =4×10﹣5m3；

小球的质量为：m= = =0.05kg；

小球的密度为：ρ= = =1250kg/m3