Question

7．如图（甲）所示，弹簧测力计示数为6N．如图（乙）所示，小球一半浸在水中，测力计示数为4N．则小球受到的浮力为2N，小球的体积为400cm³，剪断悬吊小球的细线，小球在水中稳定时受到的浮力为4N．（水的密度为1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）先利用称重法求出小球浸入一半时受到的浮力；
（2）再利用阿基米德原理求出排开水的体积（总体积的一半），从而得出小球的体积；
（3）知道小球的重力求小球的质量，利用密度公式求物体的密度，和水的密度比较，确定物体存在的状态，再得到小球受到浮力．

解答 解：
（1）由称重法计算小球一半浸在水中时受到的浮力：
F_浮=G-F′=6N-4N=2N；
（2）由F_浮=ρgV_排可得，此时小球排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
则小球的体积：
V=2V_排=2×2×10^-4m³=4×10^-4m³=200cm³；
（3）由G=mg可得，小球的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg，
则小球的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×10³kg/m³，
因小球的密度小于水的密度，所以，剪断悬吊小球的细线后小球会沉下去，V_排′=2V_排，
物体受到的浮力：
F_浮′=2F_浮=4N．
故答案为：2；400；4．

点评 本题考查了密度的计算、重力的计算、阿基米德原理的应用，涉及到用称重法测量物体受到的浮力，知识点多，要能灵活的运用这些公式进行计算．通过对本题的计算，实际上告诉我们一种测量固体密度的一种方法．