Question

17．有一个重为7.9N的铁块，把它浸没在水中，（已知g=10N/kg，ρ_铁=7，9×10³kg/m³，ρ_水=1×10³kg/m³）求：
（1）铁块的质量是多大？
（2）铁块的体积是多大？
（3）铁块排开的水所受到的重力是多少？
（4）铁块受到的浮力是多少？
（5）把铁块浸没在水中，放手后铁块下沉，请从受力分析的角度解析原因是什么？

Answer 1

分析 （1）利用G=mg计算铁块的质量；
（2）利用ρ=$\frac{m}{V}$计算铁块的体积；
（3）铁块浸没在水中，则排开水的体积等于铁块的体积，利用ρ=$\frac{m}{V}$计算排开水的质量，然后利用G=mg计算铁块排开的水所受到的重力；
（4）根据阿基米德原理求解铁块受到的浮力；
（5）对浸没在水中铁块进行受力分析，得出放手后铁块下沉的原因．

解答 解：（1）铁块的质量为：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{7.9N}{10N/kg}$=0.79kg；
（2）根据$ρ=\frac{m}{V}$可得，铁块的体积为：V=$\frac{m}{{ρ}_{铁}}$=$\frac{0.79kg}{7.9×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=1×10^-4m³；
（3）铁块浸没在水中，则排开水的体积等于铁块的体积，即V_排=V=1×10^-4m³；
根据$ρ=\frac{m}{V}$可得，排开水的质量：m_排=ρ_水V_排=1×10³kg/m³×1×10^-4m³=0.1kg，
排开的水所受到的重力为：G_排=m_排g=0.1kg×10N/kg=1N；
（4）根据阿基米德原理可知，铁块受到的浮力F_浮=G_水=1N；
（5）把铁块浸没在水中，放手后铁块共受到两个力的作用，一个是竖直向下的重力，一个是竖直向上的浮力，铁块之所以下沉，是因为重力大于浮力．
答：（1）铁块的质量是0.79kg；
（2）铁块的体积是1×10^-4m³；
（3）铁块排开的水所受到的重力是1N；
（4）铁块受到的浮力是1N；
（5）把铁块浸没在水中，放手后铁块下沉，是因为重力大于浮力．

点评 此题考查重力的计算、密度公式的应用、阿基米德原理、力与运动的关系，是一道综合性较强的题目，难度不大，关键是知道铁块浸没在水中，则排开水的体积等于铁块的体积．