Question

9．边长为3cm，密度为2×10³kg/m³的一个立方体橡皮泥块，浸没在水中后会下沉（选填“下沉”、“上浮”或“悬浮”），如果把它捏成一只小船，小船内部空间为一个边长为5cm的正方体，则这个小船可供利用的浮力是0.98N．

Answer 1

分析 （1）根据物体的浮沉条件即可判断；
（2）如果把它捏成一只小船，小船内部空间为一个边长为5cm的正方体，根据边长求出橡皮泥块可排开水的体积，利用阿基米德原理求出所受浮力，减去本身重力即为可供利用的浮力．

解答 解：（1）由于橡皮泥块密度为2×10³kg/m³＞ρ_水=1×10³kg/m³，
所以橡皮泥块，浸没在水中后下沉；
（2）立方体橡皮泥块的体积V=L³=（3cm）³=27cm³=2.7×10^-5m³；
G=mg=ρVg=2×10³kg/m³×10N/kg×2.7×10^-5m³=0.54N．
如果把它捏成一只小船，小船内部空间为一个边长为5cm的正方体，则立方体橡皮泥块可增加排开水的体积为：
△V=L_空间³=（5cm）³=125cm³=1.25×10^-4m³；
则小船漂浮时可达到的最大排开水的体积为：
V_排最大=V+△V=2.7×10^-5m³+1.25×10^-4m³=1.52×10^-4m³，
则浮力为：F_浮最大=ρ_水gV_排最大=1×10³kg/m³×10N/kg×1.52×10^-4m³=1.52N．
所以可利用的浮力△F_浮=F_浮最大-G=1.52N-0.54N=0.98．
故答案为：下沉；0.98．

点评 此题考查物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用，关键是注意橡皮泥块增大的内部空间而增大的浮力并不都是可利用的浮力，原因是橡皮泥块本身漂浮时液需要增大浮力．