Question

5．一个空心金属球的质量是0.5kg，体积是6×10^-4m³．把它没入水中，它将上浮（填“上浮”、“下沉”或“悬浮”），静止时受到的浮力为5N，排开水的体积为5×10^-4m³．

Answer 1

分析 知道空心金属球的体积，根据阿基米德原理求出完全浸没时受到的浮力，然后与金属球的重力（G=mg）相比较确定静止时所处的状态，再根据漂浮条件求出受到的浮力，最后根据阿基米德原理求出排开水的体积．

解答 解：
当物体完全浸没时受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6×10^-4m³=6N，
空心金属球的重力：
G=mg=0.5kg×10N/kg=5N，
因F_浮＞G，
所以，把它没入水中，它将上浮，静止时将漂浮，
此时受到的浮力：F_浮′=G=5N．
根据F_浮=ρ_水gV_排可得排开水的体积为：
${V}_{排}^{′}$=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³．
故答案为：上浮；5；5×10^-4m³．

点评 本题考查了阿基米德原理和物体浮沉条件的应用，本题也可以先求出金属球的密度，然后与水的密度相比较确定静止时所处的状态．