Question

15．如图在一个底面积为200cm²的容器中装有适量的水，当放人一个体积为10cm³的金属块后，弹簧秤的示数为5N，试根据这些数据，计算出与金属块有关的物理量有哪些？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 要解决此题，需要掌握阿基米德原理，知道浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力．
掌握力的合力的求法，首先要分析出物体在液体中所受到的力，根据浮力和拉力计算出物体的重力．
掌握质量和重力之间的关系：G=mg及变形公式．
掌握密度的计算公式，ρ=$\frac{m}{V}$．

解答 解：物体全部浸没，所以金属块受到的浮力为：
F_浮=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×100×10^-6m³=1N
弹簧秤的示数为5N，物体在水中受到竖直向上的拉力和浮力及竖直向下的重力，所以物体的重力：
G=F+F_浮=5N+1N=6N
物体的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg=600g，
物体的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{600g}{100c{m}^{3}}$=6g/cm³，
答：根据这些数据，可以计算出金属块受到的浮力1N；物体的重力为6N；物体的质量为600g，物体的密度为6g/cm³．

点评 此题是一道有关浮力的开放题目，给出一个物体情景，要求根据已知条件计算其它的物理量．在计算过程中需要从最简单、最直接的物理量入手．同时考查了有关合力及密度的计算．