Question

14．某同学将质量为158克的铁块悬挂在弹簧秤的挂钩上，将铁块浸没在水中，弹簧秤的读数为1.38N．（铁的密度为7900kg/m³）．把它浸没在水中越深，则测力计的示数将不变（选填“越大”、“不变”、“越小”）．一个质量为1.2kg，边长为0.1m的正方体物块，若将物块浸没在水中后松手，物块将下沉 （选填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．

Answer 1

分析 利用公式ρ=$\frac{m}{V}$求解出铁块的体积，当铁块全部浸没在水中时，利用阿基米德原理求出铁块受到的浮力，再根据F_浮=G-F_示求弹簧测力计的示数；当金属球全部浸没在水中后，排开水的体积逐渐不变，受到的浮力不变；
应先分别计算出物块浸没在水中时受到的浮力和重力，再比较浮力和重力的大小，最后利用物体的浮沉条件判断物块的浮沉情况．

解答 解：当铁块完全浸入水中后，铁块排开水的体积：
V_排=V_铁=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{158×1{0}^{-3}kg}{7900kg/{m}^{3}}$=2×10^-5m³，
铁块所受的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-5m³=0.2N；
铁块重：G=mg=158×10^-3kg×10N/kg=1.58N，
弹簧测力计的示数：F_示=G-F_浮=1.58N-0.2N=1.38N；
把它浸没在水中越深，排开水的体积不变，由F_浮=ρ_水gV_排可知浮力不变，因此弹簧测力计的示数F_示=G-F_浮不再变化；
正方体物块受到的重力：
G'=m'g=1.2kg×10N/kg=12N；
若物块浸没在水中，则V_排′=V=a³=（0.1m）³=0.001m³，
物块受到的浮力：F_浮′=ρgV_排′=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.001m³=10N；
比较可得F_浮′＜G′，所以物块下沉．
故答案为：1.38； 不变；下沉．

点评 本题考查了学生对密度公式、重力公式、阿基米德原理及物体浮沉条件的掌握和运用，利用好称重法测浮力（F_浮=G-F_示）是本题的关键．