题目内容
【题目】小涵同学非常喜欢物理,她利用手边的橡皮泥可以完成很多小制作.她将一块橡皮泥捏成边长为3cm,密度为2×103kg/m3的一个立方体,浸入水中,发现其沉在水底.如果把这块橡皮泥捏成一只小船,发现其漂浮在水面.
(1)请你帮助小涵计算橡皮泥沉在水底时受到的浮力大小?
(2)请你帮助小涵计算橡皮泥漂浮在水面时排开水的体积?
(3)密度大于水的橡皮泥在水中静止时能够漂浮水面.由此得到的启示是:可以增大物体的浮力.
【答案】
(1)解:因为橡皮泥浸没在水中,V排=V橡=(0.03m)3=2.7×10﹣5m3;
F浮=G排=ρ水g V排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2.7×10﹣5m3=0.27N;
答:浸没在水中时,它受到的浮力是0.27N;
(2)解:根据ρ= 得橡皮泥的质量:
m=ρV=2×103kg/m3×2.7×10﹣5=0.054kg;
橡皮泥的重力:
G=mg=0.054kg×10N/kg=0.54N;
把橡皮泥捏成小船,橡皮泥漂浮时,根据二力平衡的条件,小船受到的浮力:F浮=G橡=0.54N;
由F浮=ρ水g V排可得,此时的小船排开水的体积:
V排= = =5.4×10﹣5m3.
答:橡皮泥漂浮在水面时排开水的体积为5.4×10﹣5m3.
(3)采用空心的方法
【解析】(3)橡皮泥实心时浸没在水中浮力为0.27N,把橡皮泥捏成空心的小船的漂浮时的浮力为0.54N,故可以得出采用空心的方法可以增大物体的浮力.
【考点精析】本题主要考查了重力的计算和阿基米德原理的相关知识点,需要掌握重力的计算公式:G=mg;阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力.这个规律叫做阿基米德原理,即 F浮= G排 =ρ液gv排才能正确解答此题.