题目内容
如图所示,在甲图中,物块有四分之一体积浸没水中,弹簧秤的示数为14.7N,在乙图中,同一物块有四分之三的体积浸没水中,弹簧秤的示数为9.8N.则在丙图中,该物体全部浸没水中,此时弹簧秤的示数应是( )
分析:物体未浸入水之前,弹簧测力计的示数为物体重G;
浸入水中后弹簧测力计的示数为G-F浮;
根据阿基米德原理分析:把物体的四分之一浸没在水中,弹簧秤的示数为G-ρ
vg;四分之三的体积浸没水中,弹簧秤的示数为G-ρ
vg;物体全部浸没水中弹簧秤的示数为G-ρvg;
列出等式求出物体全部浸没水中弹簧秤的示数.
浸入水中后弹簧测力计的示数为G-F浮;
根据阿基米德原理分析:把物体的四分之一浸没在水中,弹簧秤的示数为G-ρ
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列出等式求出物体全部浸没水中弹簧秤的示数.
解答:解:设物体的重力为G、体积为V,水的密度为ρ,根据阿基米德原理知:
物体的四分之一浸没在水中时,弹簧秤的示数为F1=G-F1浮=G-ρ
vg=14.7N;①
四分之三的体积浸没水中时,弹簧秤的示数为F2=G-F2浮=G-ρ
vg=9.8N;②
整理①-②可得:
ρvg=14.7N-9.8N=4.9N,
∴ρvg=9.8N;
所以物体完全浸没时所受的浮力F3浮=ρvg=9.8N;
将ρvg=9.8N代入①式可得G=17.15N;
物体全部浸没水中弹簧秤的示数为F3=G-F3浮=17.15N-9.8N=7.35N;
故选D.
物体的四分之一浸没在水中时,弹簧秤的示数为F1=G-F1浮=G-ρ
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四分之三的体积浸没水中时,弹簧秤的示数为F2=G-F2浮=G-ρ
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整理①-②可得:
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∴ρvg=9.8N;
所以物体完全浸没时所受的浮力F3浮=ρvg=9.8N;
将ρvg=9.8N代入①式可得G=17.15N;
物体全部浸没水中弹簧秤的示数为F3=G-F3浮=17.15N-9.8N=7.35N;
故选D.
点评:本题考查了阿基米德原理、力的合成的应用,本题关键是在三种情况(物体四分之一体积浸入水中、四分之三的体积浸没水中、物体全部浸没在水中)用好力的合成.
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