题目内容

(2010?昌平区二模)一个竖直放置在水平桌面上的圆柱形容器,内装密度为ρ的液体.将挂在弹簧测力计下的金属块A浸没在该液体中(A与容器底未接触),金属块A静止时,弹簧测力计的示数为F1;将木块B放入该液体中,静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:10;将挂在弹簧测力计下的金属块A放在B上面,使木块B刚好浸没入液体中,如图所示,弹簧测力计的示数为F2.若已知金属块A的体积与木块B的体积之比为13:20,则金属块A的体积为
13(F1-F2)
ρg
13(F1-F2)
ρg
.
分析:分三种情况:将金属块A浸没在液体中、将木块B放入该液体中、把金属块A放在木块B上进行受力分析,利用称重法测浮力、漂浮条件、阿基米德原理列方程联立方程组求金属块A的体积.
解答:解:将金属块A浸没在液体中受到的浮力:
FA=GA-F1=ρvAg,
∴GA=F1+ρvAg,-----------①
将木块B放入该液体中,木块漂浮,木块受到的浮力:
FB=GB=mBg=ρBvBg=ρv排g,
∵静止后木块B露出液面的体积与其总体积之比为7:10,
∴v排:v=3:10,
∴FB=GB=ρv排g=
3
10
ρvBg,---------②
把金属块A放在木块B上,把AB当做一个整体分析,
FB′+F2=ρv排′g+F2=ρvBg+F2=GA+GB,------------③
①②③结合得出:
ρvBg+F2=ρvAg+F1+
3
10
ρvBg,
即:
7
10
ρvBg=ρvAg+F1-F2,
∵vA:vB=13:20,
∴
7
10
ρ×
20
13
vAg=ρvAg+F1-F2,
∴vA=
13(F1-F2)
ρg
.
故答案为:
13(F1-F2)
ρg
.
点评:本题考查了称重法测量金属块受到的浮力、漂浮条件、阿基米德原理,做好三次受力分析、利用好两次的体积关系是本题的关键.
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