题目内容

小杰同学发现了一个金属块，他想知道它的重力和密度．他手中只有一只量程较小的弹簧秤，当他用此弹簧秤测量此金属块的重力时．发现已超过弹簧秤的最大量程，于是他设计了如图所示的装置去测量．图中OA：OB=1：3，用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧秤在B点施加一个竖直向上的力，当OB杠杆水平静止时，弹簧秤读数为1.8牛．当向容器中加水，金属块浸没于水中后，弹簧秤读数为1.2N，g取10N/kg．
求（1）金属块的重力为多少？
（2）金属块浸没于水中后所受到的浮力为多大？
（3）金属块的密度是多少？
（1）杠杆在弹簧秤的拉力及重物对A的拉力作用下而处于平衡状态，则由力矩平衡可得：
F1?0B=FG?OA
则FG=
OB
OA
F1=3×1.8N=5.4N；
因金属块受重力和拉力而处于平衡状态，故此金属块的重力G=FG=5.4N；
（2）浸没水中后由力矩平衡可知：
F2?OB=F′OA
F′=
OB
OA
F2=3×1.2N=3.6N；
金属块此时受重力G、浮力F浮及拉力F′而处于平衡状态，故有：
G=F浮+F′
则浮力F浮=G-F′=5.4N-3.6N=1.8N；
（3）由F浮=ρgV得：
V=
F浮
ρg
=
1.8N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=1.8×10-4m3；
金属块质量m=
G
g
=
5.4N
10N/kg
=0.54kg；
则金属块的密度ρ=
m
V
=
0.54kg
1.8×10-4m3
=3×103kg/m3=3g/cm3；
答：（1）金属块的重力为5.4N；（2）金属块所受浮力为1.8N；（3）金属块的密度为3g/cm3．
练习册系列答案
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如图所示，密度为0.6×103 kg/m3的正方体木块，放入盛有水的容器中，此时，木块的下表面距水面3 cm，请根据所学的物理知识，至少计算出与木块有关的8个物理量．（g取10 N/kg）
在盛满水的杯子里，轻轻放入重1牛的木块，则杯底所受的（  ）
A．压强增大，压力增大。B．压强、压力都不变。
C．压强减小，压力增大。D．压强不变，压力增大。
热气球充气时气囊不断膨胀，受到的空气浮力______（填“变大”、“变小”或“不变”）．一次充气过程中消耗了2kg热值为4.4×107J/kg的天然气，这些天然气完全燃烧放出的热量为______J．如图所示热气球上升过程中，如果以______为参照物，气囊是静止的．
某同学为了探究浮力的大小与哪些因素有关，做了以下几个实验．他首先用弹簧测力计测得某一金属块的重为3.8N，测得相同体积的石块的重为1.1N，然后完成了以下步骤：

实验1：把金属块挂在弹簧测力计下，浸没在水中的不同深度处，观察到弹簧测力计的示数始终是3.3N；
实验2：把金属块浸入水中一部分，观察到弹簧测力计的示数是3.6N；
实验3：把金属块浸没在硫酸铜溶液中，观察到弹簧测力计的示数是3.1N（ρ硫酸铜＞ρ水）；
实验4：把石块浸没在水中，观察到弹簧测力计的示数是0.6N．
分析上述实验结果，可以得到初步结论：
（1）根据“实验1”可知，浮力的大小与浸没在液体中的______无关；
（2）根据“实验1、3”可知，浮力的大小与______有关；
（3）根据“实验______”可知，浸没在液体中的物体所受浮力与物体本身的密度无关；
（4）根据“实验______”可知，浮力的大小与排开液体的体积有关．
如图，为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系，某同学进行了实验：

（1）图B中用细线将合金块挂在弹簧测力计下，测出它的______大小；
（2）将合金块浸入装满水的溢水杯中如图C，合金块所受浮力是______N；
（3）比较图C和图D可知，合金块在水中所受浮力与浸没的______无关；
（4）该同学做完实验总结出规律后，计算合金块的密度是______．
将一半径为R的实心金属球，用细线拉着，匀速缓慢地放入水深为2R的盛水容器中，直至容器底部，水未溢出．下图能反映金属球从水面刚接触处开始至容器底部过程中，所受浮力的大小F与金属球浸入水中深度h的关系的是（　　）
A．B．C．D．
小明同学左手提一桶水，右手提两条鱼，已知桶和水共重200N，鱼重5N，现将鱼放入桶中，水不溢出，假设鱼受的浮力是5N，则此时小明同学提起桶用的力是______N．在图中所示的大鱼和小鱼的争论中，______鱼说法正确，这是因为两条鱼浸没在同种液体中，它们所受浮力的大小与______有关．
（四0w图?郴州）把一块重为G=图.4N的矿石，挂弹簧测力计上，并把他浸没在水中．静止时弹簧测力计的示数为F=四.9N，g取w0N/kg．求：
（w）矿石浸没在水中时受到的浮力；
（四）矿石的体积；
（图）矿石的密度．

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