Question

如图所示，底面积为S_b的圆柱形容器内盛有适量的水，另一底面积为S_a的圆柱体A有部分体积浸在水中，当圆柱体A相对于容器下降高度为h时（水没有溢出，圆柱体A也未全部没入水中），求物体A所受水的浮力的增加量为多少？

Answer 1

解：圆柱体A原来排开水的体积为V_排，则V_排=S_ah′，
圆柱体下降h后排开水的体积为 V_排′，则V_排′=S_ah′+S_a（h+△h）
排开水的体积的变化：
△V_排=V_排′-V_排=S_a（h+△h），
两液面的变化：
△h==，
解得：
△h=h，
△V_排=S_b?△h=h，
△F_浮=ρ_水g△V_排=ρ_水gh．
答：物体A所受水的浮力的增加量为ρ_水gh．
分析：首先设圆柱体A原来浸在水中的深度为h′，放入圆柱体A后两液面的变化为△h，再利用公式V=Sh计算出圆柱体A原来排开水的体积和圆柱体A下降h后排开水的体积，从而可以计算出排开水的体积的变化，最后再利用公式F_浮=ρ_液V_排g计算浮力的变化．
点评：本题考查了学生对阿基米德原理的理解和应用，关键是对物体排开液体体积的判断，是本题的一个难点．