题目内容

【题目】学完“浮力”知识后,小芳同学进行了相关的实践活动.(ρ=1.0×103kg/m3

(1)她选取一质量为750g、体积为1250cm3长方体木块,让它漂浮在水面上,如图甲所示.求木块受到的浮力.

(2)取来规格相同由合金材料制成的螺母若干,每只螺母质量为50g,将螺母逐个放置在漂浮的木块上.问:放多少只螺母时,木块刚好浸没在水中?

(3)她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验,弹簧测力计静止时的示数为0.4N.求合金材料的密度.

【答案】(1)木块受到的浮力7.5N;

(2)放10只螺母时,木块刚好浸没在水中;

(3)合金材料的密度5×103kg/m3

【解析】

试题分析:(1)木块漂浮,此时木块受到的浮力等于木块本身的重力,已知木块质量,利用F=G=mg计算;

(2)已知水的密度和木块的体积,根据阿基米德原理F=G可以计算出木块完全浸没在水中时受到的浮力,再根据平衡条件计算出需要的螺母的重力,最后计算个数;

(3)已知螺母质量和弹簧测力计的示数,利用F=G﹣F′计算出浮力,再根据阿基米德原理FgV计算出体积,最后根据ρ=计算密度.

解:(1)木块漂浮,由F=G得,

木块受到的浮力:F=G=mg=750×10﹣3kg×10N/kg=7.5N;

(2)木块完全浸没.由阿基米德原理得,

此时木块受到的浮力:F′=GgVgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1250×10﹣6m3=12.5N,

螺母的重力为:G螺母总=F′﹣G=12.5N﹣7.5N=5N,

螺母的个数为:n===10只;

(3)螺母完全浸没在水中,由F=G﹣F′得,

螺母受到的浮力:F浮螺母=G螺母﹣F′=0.5N﹣0.4N=0.1N,

螺母的体积:V螺母===10﹣5m3

由ρ=得,合金材料的密度:ρ合金===5×103kg/m3

答:(1)木块受到的浮力7.5N;

(2)放10只螺母时,木块刚好浸没在水中;

(3)合金材料的密度5×103kg/m3

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