Question

14．在课外小组活动中，小刚将一挂在弹簧测力计下的开关不规则的石块分别浸没在水和盐水中，弹簧测力计的示数如图所示．g取10N/kg．求：
（1）石块在水中所受到的浮力．
（2）石块的密度；
（3）盐水的密度．

Answer 1

分析 （1）在空气中称石块重，从甲图读出弹簧测力计的示数（石块重），从乙图读出石块全浸入水中弹簧测力计的示数，利用称重法可求出石块受到的浮力；
（2）利用阿基米德原理求石块的体积，最后利用密度公式即可求出石块的密度；
（3）利用称重法求出石块受到盐水的浮力，再利用阿基米德原理求盐水的密度．

解答 解：（1）由甲图可知，石块的重力为4N；
由甲乙两图得：石块在水中所受到的浮力：
F_浮=G-F_示=4N-3N=1N；
石块浸没在水中所受到的浮力F_浮=1N，
（2）根据F_浮=ρ_水V_排g可知石块的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
则石块的密度：ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{V}$=$\frac{{G}_{石}}{Vg}$=$\frac{4N}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=4×10³kg/m³；
（3）由甲丙两图可知，石块受到盐水的浮力：
F_浮′=4N-2.9N=1.1N，
根据F_浮′=ρ_盐水V_排g可得：
ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}′}{{V}_{排}g}$=$\frac{1.1N}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.1×10³kg/m³．
答：（1）石块在水中所受到的浮力为1N．
（2）石块的密度为4×10³kg/m³；
（3）盐水的密度为1.1×10³kg/m³．

点评 本题考查学生对阿基米德原理、称重法测浮力的掌握和运用．关键是公式及其变形的灵活运用，还要注意单位的换算．