Question

将体积为10^-4m³的蜡球轻轻地放入一装满水的容器中后，从容器中溢出的水的体积为5.4×10^-5m³．已知ρ_蜡=0.9×10³kg/m³，ρ_水=1.0×10³kg/m³．蜡球在水中所受到浮力为______N，蜡球的密度为______，（蜡球在空气中所受浮力忽略不计）；这说明蜡球中有空洞，空洞的体积为______m³．

Answer 1

（1）蜡球受的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×9.8N/kg×5.4×10^-5m³=0.5292N；
（2）∵蜡球的密度小于水的密度，
∴蜡球处于漂浮状态，即蜡球的重力：G=F_浮=0.5292N；
∵G=mg，
∴蜡球的质量m=

G

g

=

0.5292N

9.8N/kg

=0.054kg，
蜡球的密度ρ=

m

V

=

0.054kg

1×10-4m3

=0.54×10³kg/m³；
（3）∵ρ=

m

V

，
∴蜡球为实心时的体积V_实=

m

ρ蜡

=

0.054kg

0.9×103kg/m3

=0.6×10^-4m³，
∵0.6×10^-4m³＜V_球=1×10^-4m³，
∴空洞的体积V_空=V_球-V_实=1×10^-4m³-0.6×10^-4m³=0.4×10^-4m³．
故答案为：0.5292；0.54×10³kg/m³；4×10^-5．