题目内容

如图甲是一个空水池,底部的排水口已用塞子塞住,放水至虚线处,
(1)现将一质量为60g,体积为750ml的空心密闭瓶放入水中,试计算该瓶静止后所受的浮力;
(2)如用弹簧测力计向上逐渐用力拉塞子,如图乙,当弹簧测力计的示数为5N时,塞子恰好被拔出.如用(1)中所用的空心密闭塑料瓶代替弹簧测力计,同样使池中水位达到相同位置时恰好将塞子拔出,如图丙,试计算塑料瓶排开水的体积为多大时能把塞子拔出.(g=10N/kg)

解:(1)将空心密闭瓶浸没水中时FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×750×10-6m3=7.5N;
G=mg=60×10-3kg×10N/kg=0.6N,
∴F>G
则该瓶静止后处于漂浮,F浮1=G=0.6N;
(2)∵F′-G=F
∴F′=G+F═0.6N+5N=5.6N;
∵F′=ρgV′,
∴V′===5.6×10-4m3
答:(1)该瓶静止后所受的浮力为0.6N;
(2)塑料瓶排开水的体积为5.6×10-4m3时能把塞子拔出.
分析:(1)将体积为750ml的空心密闭瓶放入水中,判断该瓶静止后所处的状态,根据漂浮条件求所受的浮力;
(2)如图,塑料瓶受到三个力的作用:重力、拉力、浮力,当拉力为5N时,能把塞子拔起,据此求出塑料瓶受到的浮力,再利用阿基米德原理求塑料瓶排开水的体积.
点评:本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握,利用力的平衡求浮力是本题的关键.
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