Question

13．块状的橡皮泥放入水中就会沉底，而把橡皮泥捏成瓢状放在水面，却能漂浮在水面上，其原因是增大了排开水的体积，用手将一重为5N的物体全部压入水中，静止后，物体排开的水重8N，此时受到的合力为0N；放手后物体将上浮（选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），待物体静止时所受浮力为5N，排开水的体积是5×10^-4m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）采用“空心”的办法就可以增大可以利用的浮力．
（2）根据阿基米德原理，物体所受浮力等于它排开的水重；
（3）比较物体受到的重力和浮力的大小关系根据浮沉条件来进行判断物体的浮沉情况；
（4）确定了放手后物体的浮沉，再进一步判断变化后的浮力，最后利用阿基米德原理求排开水的体积．

解答 解：
（1）橡皮泥捏成船状放入水中时，这是采用空心的方法增大了排开水的体积，由F_浮=ρ_水gV_排知道，橡皮泥受到的浮力变大；所以把橡皮泥捏成瓢状放在水面，却能漂浮在水面上；
（2）用手将一重为5N的物体全部压入水中，静止后，物体排开的水重8N，此时物体处于静止状态，故合力为0；
物体受到的浮力：
F_浮=G_排=8N；
（3）物体重G=5N，
F_浮＞G，
放手后物体将上浮；
（4）待物体静止时，漂浮在水面上，
F_浮′=G=5N，
此时排开水的体积：
V_排′=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³．
故答案为：排开水；0；上浮；5×10^-4．

点评 物体的浮沉条件是我们应该熟知的重要知识，根据它可以判断物体浮沉，也可以在已知浮沉的情况下判断浮力与重力的关系．解此类题目要将阿基米德原理和物体的浮沉条件结合使用．