Question

14．在弹簧测力计下方悬挂一个物体，当物体静止时，弹簧测力计的示数如图甲所示，现用一根细线把该物体固定在水中，如图乙所示，当该物体静止时，细线对物体的拉力为4N．（ρ_水=1×10³kg/m³）求：
（1）物体的质量m
（2）物体浸没在水中受到的浮力F_浮
（3）物体的密度ρ

Answer 1

分析 （1）弹簧测力计在空中静止时的示数即为物体的重力，根据G=mg求出其质量；
（2）图乙中物体处于静止状态，受到数值向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力处于平衡力，根据平衡力的条件求出受到的浮力；
（3）根据阿基米德原理求出物体排开水的体积即为物体的体积，根据ρ=$\frac{m}{V}$求出物体的密度．

解答 解：（1）由弹簧测力计在空中静止时的示数可知，物体的重力G=6N，
由G=mg可得，物体质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg；
（2）图乙中物体处于静止状态，受到数值向上的浮力、竖直向下的重力和绳子的拉力处于平衡力，
由平衡力的条件可得，物体受到的浮力：
F_浮=G+F=6N+4N=10N；
（3）因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得，物体的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{10N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=10^-3m³，
则物体的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³．
答：（1）物体的质量为0.6kg；
（2）物体浸没在水中受到的浮力为10N；
（3）物体的密度为0.6×10³kg/m³．

点评 本题考查了重力公式和平衡力的条件、阿基米德原理、密度公式的应用，关键是知道物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等．