Question

5．用弹簧测力计测石块，其重为10N，若把石块的一半浸入水中，弹簧测力计的读数为8N．
（1）石块所受到的浮力是多少？
（2）这种石块的密度是多少？
（3）若把石块全部浸入煤油中，弹簧测力计的读数将变为多大？（ρ_煤油=0.8×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）利用称重法求石块浸入一半时受到的浮力；
（2）利用阿基米德原理求排开水的体积（总体积的一半），从而得出物体的体积；知道物体的重力求物体的质量，利用密度公式求出物体的密度．
（3）根据F_浮=ρgV_排求出其在煤油中所受浮力大小，然后再用重力减去浮力即为弹簧测力计的读数．

解答 解：（1）由题知，F_浮=G-F′=10N-8N=2N，
（2）由F_浮水=ρ_水gV_排得：
V_排=$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
石块的体积：
V=2×2×10^-4m³=4×10^-4m³；
由G=mg得，石块的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{10N}{10N/kg}$=1kg，
石块的密度：
ρ_石=$\frac{m}{V}$=$\frac{1kg}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³．
（3）将石块全部浸没在煤油中时，石块受到的浮力大小为：
F_浮油=ρ_煤油V_排g=0.8×10³kg/m³×4×10^-4m³×10N/kg=3.2N，
那么，弹簧秤的读数为10N-3.2N=6.8N
答：（1）石块所受到的浮力是2N；
（2）这种石块的密度为2.5×10³kg/m³；
（3）若把石块全部浸入煤油中，弹簧测力计的读数将变为6.8N．

点评 本题考查了密度的计算、重力的计算、浮力的计算、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，属于难题．