Question

密度为4×10³千克/米³、体积为5×10^-4米³的合金块浸没在水中，求：
① 合金块受到的浮力F_浮。
② 合金块所受重力与浮力的合力F的大小与方向。

Answer 1

①  V_排 ＝V_物 ＝5×10^-4米³，F_浮＝ρ_水g V_排 ＝1.0×10³千克/米³×9.8牛/千克×5×10^-4米³＝4.9牛② G＝mg＝ρ_物V_物 g＝ 4.0×10³千克/米³×9.8牛/千克×5×10^-4米³＝19.6牛
F=G_总－F_浮＝19.6牛－4.9牛＝14.7牛      方向：竖直向下。

试题分析：①由题意知：合金块浸没在水中，故V_排 ＝V_物 ＝5×10^-4m³，ρ_水＝1.0×10³kg/m³，g=9.8N/kg，则F_浮＝ρ_水g V_排 ＝1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×5×10^-4m³＝4.9N。②由题意知：ρ_物＝ 4.0×10³kg/m³，V_物 ＝5×10^-4m³，g=9.8N/kg，F_浮＝4.9N，则G＝mg＝ρ_物V_物 g＝ 4.0×10³kg/m³×9.8N/kg×5×10^-4m³＝19.6N，合金块在竖直方向上受到竖直向上的浮力和竖直向下的重力两个力的作用，故F=G_总－F_浮＝19.6N－4.9N＝14.7N，方向与较大的力重力方向相同——竖直向下。