Question

6．小明用细线系住重为5N的物体，使其一半体积浸入盛满水的溢水杯中，物体排开的水重为2N，此时物体所受的浮力为2N，将物体浸没在水中，此时物体所受的浮力为4N，物体排开的水的体积为4×10^-4m³，松手后，物体将下沉（选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 根据阿基米德原理可求物体一半体积浸入盛满水的溢水杯中时受到水的浮力，进而可求物体全部浸没再水中时受到的浮力，然后根据F_浮=ρ_水gV_排计算物体排开水的体积，比较物体重力和浮力大小，根据物体浮沉条件判断松手后，物体在水中的状态．

解答 解：根据阿基米德原理可知，物体一半体积浸入盛满水的溢水杯中时受到水的浮力：
F_浮=G_排=2N，
将物体浸没在水中，由于物体排开水的体积是原来的2倍，
所以，此时物体所受的浮力为：F_浮′=2F_浮=2×2N=4N，
根据F_浮=ρ_水gV_排可得排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³；
因为F_浮′＜G，
所以，松手后，物体将下沉．
故答案为：2；4；4×10^-4；下沉．

点评 此题考查浮力的大小计算、阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用，题目难度适中，适合学生训练，属于中档题．