Question

7．如图所示，一金属块所受的重力为26.5牛，当用弹簧测力计吊着金属块浸没在盛满水的溢水杯中时，测力计的示数为16.7牛，该金属块受到水对它的浮力为9.8牛；从溢水杯中溢出水的重力为9.8牛．如果该金属块从弹簧测力计取下，放入水中下沉的过程中所受合力为16.7牛．用此金属制成排水量为1×10⁷千克的轮船，满载货物在东海中航行时，受到的浮力为9.8×10⁷牛．当轮船驶入港口卸载货物后，它受到的浮力变小．（选填“变大”、“不变”或“变小”）

Answer 1

分析 （1）已知物体的重力和浸没在水中时测力计的示数，利用称量法F_浮=G-F_示计算金属块所受的浮力；由阿基米德原理可知，浮力等于排开水的重力（溢出水的重力）．
（2）将该金属块从弹簧测力计取下，放入水中下沉的过程中，金属块受向下的重力和向上的浮力，这两个力的方向相反，合力的大小等于这两个力大小之差；
（3）排水量为轮船满载时排开水的质量，利用阿基米德原理计算轮船满载时所受的浮力；轮船在卸载货物前后都是漂浮的，受到的浮力都等于轮船受到的重力，当轮船重力减小时，浮力也会变小．

解答 解：（1）根据称量法可得，该金属块受到水对它的浮力：
F_浮=G-F_示=26.5N-16.7N=9.8N；
由阿基米德原理可知，浮力等于排开水的重力（溢出水的重力）．
则溢出水的重力：G_溢水=F_浮=9.8N；
（2）将该金属块从弹簧测力计取下，放入水中下沉的过程中，金属块受向下的重力和向上的浮力，则金属块所受的合力：F_合=G-F_浮=26.5N-9.8N=16.7N；
（3）由阿基米德原理可知，满载时轮船受到的浮力：
F_浮=G_排=m_排g=1×10⁷kg×9.8N/kg=9.8×10⁷N；
在港口卸载货物后，此时轮船仍然处于漂浮状态，浮力等于轮船的重力；由于卸货后轮船的总重力减小，所以受到的浮力也会变小．
故答案为：9.8；9.8；16.7；9.8×10⁷；变小．

点评 本题综合考查了称量法、阿基米德原理计算浮力的大小，还考查了合力的计算和物体的浮沉条件，难度适中．