Question

【题目】在弹簧测力计下悬挂一个小球，示数为4.2N．当把小球的一半体积浸没在水中时，弹簧测力计的示数为1.7N．已知水=1.0×103kg/m3 ， g取10N/kg．问：
（1）小球所受的浮力为多大？
（2）小球的总体积为多大？
（3）把小球从弹簧测力计取下，浸没在水中后放手，请通过计算判断小球为什么不能悬浮在水中．

Answer 1

【答案】
（1）

解：小球受到水的浮力：

F浮=G﹣F拉=4.2N﹣1.7N=2.5N；

答：小球所受的浮力为2.5N；

（2）

解：由F浮=ρ水gV排得：

小球排开水的体积：

V排===2.5×10﹣4m3．

由于小球的一半体积浸没在水中时，则物体体积：V=2V排=2×2.5×10﹣4m3=5×10﹣4m3．

答：小球的总体积为5×10﹣4m3．

（3）

解：小球浸没在水中所受的浮力：F浮′=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×5×10﹣4m3=5N＞4.2N，

即F浮′＞G，所以，小球浸没在水中所受的浮力放手后，不能悬浮在水中，会上浮．

答：把小球从弹簧测力计取下，浸没在水中后放手，小球不能悬浮在水中，会上浮．

【解析】（1）利用二次称重法求出物体受到水的浮力；
（2）根据F浮=ρgV排求出小球的一半体积浸没在水中时排开水的体积，然后求出小球的总体积；
（3）根据F浮=ρgV排求出小球浸没在水中所受的浮力，然后与重力比较即可判断小球所处的状态．
【考点精析】掌握阿基米德原理和浮力大小的计算是解答本题的根本，需要知道阿基米德原理：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；浮力的公式为：F浮= G排 =ρ液gv排．