Question

11．弹簧测力计下挂一物体，其示数为18N，若物体有$\frac{1}{2}$的体积浸入水中时，弹簧测力计的示数为15N，求物体所受浮力和物体的密度．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）利用称重法（F_浮=G-F）计算物体有$\frac{1}{2}$的体积浸入水中时所受浮力；
（2）求出物体全部浸没在水中时受到的浮力，再利用阿基米德原理计算出物体的体积；因物体的重力已知，则根据G=mg=ρVg即可求物体的密度．

解答 解：（1）根据称重法可得，物体有$\frac{1}{2}$的体积浸入水中时，所受浮力：
F_浮=G-F=18N-15N=3N；
（2）物体全部浸没在水中时受到的浮力为：
${F}_{浮}^{′}$=2F_浮=2×3N=6N，
根据基米德原理：F_浮=ρ_液gV_排得：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{6N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6×10^-4m³；
因为物体浸没在水中，
所以，物体的体积V=V_排=6×10^-4m³；
根据G=mg、ρ=$\frac{m}{V}$可得G=ρVg，
则物体密度ρ=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{18N}{6×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=3×10³kg/m³．
答：物体所受浮力为3N；物体的密度为3×10³kg/m³．

点评 本题综合考查称重法和阿基米德原理的应用，所以本题也是测定物体的密度的一种方法．