题目内容
据报道，某市图书馆白天停水，由于管理人员的疏忽，水龙头处于打开状态，排水口被塞子堵住，夜里水通了，水池里的水很快溢出，漫延至图书馆各处，造成很大的损失．小明同学是学校图书馆的义务管理员，看了这则报道后，动手自制“自动拔塞器”．该装置能够在类似情况下，自动拨开塞子排水．小明首先在水池某处做记号，作为警戒线；然后将塞子堵住排水口，打开水龙头放水至警戒线，用弹簧测力计向上拉塞子，当弹簧测力计的示数为5N时，塞子被拔出；接着把水池中的水放掉，选择合适的空心密闭塑料瓶，调节塑料瓶与塞子间绳子的长度，向水池中重新放水，使得当水涨至警戒线时，塑料瓶就能把塞子拔出，如图所示．已知塑料瓶的质量为30g，总体积为750mL，g取10N/kg，问塑料瓶排开水的体积为多大时就能将塞子拔出？
分析：如图，塑料瓶受到三个力的作用：重力、拉力、浮力，当拉力为5N时，能把塞子拔起，据此求出塑料瓶受到的浮力，再利用阿基米德原理求塑料瓶排开水的体积．
解答：
解：如图，当拉力为5N时，能把塞子拔起，此时塑料瓶受到的浮力：
F浮=F拉+G=5N+30×10-3kg×10N/kg=5.3N，
∵F浮=ρ水v排g，
∴塑料瓶排开水的体积：
v排=
=
=5.3×10-4m3=530cm3．
答：塑料瓶排开水的体积为530cm3时就能将塞子拔出．
解：如图，当拉力为5N时，能把塞子拔起，此时塑料瓶受到的浮力：F浮=F拉+G=5N+30×10-3kg×10N/kg=5.3N，
∵F浮=ρ水v排g，
∴塑料瓶排开水的体积：
v排=
| F浮 |
| ρ水g |
| 5.3N |
| 1×103kg/m3×10N/kg |
答：塑料瓶排开水的体积为530cm3时就能将塞子拔出．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握，利用力的平衡求浮力是本题的关键．
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