Question

8．一个未知材料制成的空心球其质量为150g，小亮将它投入容积为1L盛满水的烧杯中，烧杯置于水平桌面上，投球入水后若测得溢出烧杯外的水的质量为100g，则下列哪种情景最可能为该球达到力平衡的状态（　　）

• A． 该球浮在水面上它在水中的体积比露出水面的体积少
• B． 该球浮在水面上它在水中的体积比露出水面的体积多
• C． 该球完全没入水中且沉在烧杯的底部
• D． 该球完全没入水中但是球没有接触到烧杯底部

Answer 1

分析 浸在液体中的物体的浮沉状态由物体所受浮力跟重力的合力大小决定．
当合力向上则物体上浮；当合力向下，则物体下沉；当合力为0，则物体处于漂浮或悬浮状态．
已知溢出了100g的水，根据阿基米德原理（F_浮=G_排=ρ_液gV_排）可计算出物体所受浮力的大小，再根据物体的质量和重力公式（G=mg）可计算出物体自身的重力大小，通过比较浮力跟重力的大小，可判断出物体所处的状态．

解答 解：空心球的质量m=150g=0.15kg，空心球的重力为：
G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N；
空心球排开水的质量m_排=100g=0.1kg；
空心球受到的浮力：F_浮=G_排=m_排g=0.1kg×10N/kg=；
则F_浮＜G，由于烧杯容积为1L盛满水，所以，空心球将浸没在水中，且沉在烧杯底部．
综上所述可知选项A、B、D都不正确．
故选C．

点评 本题主要考查对物体浮沉条件的应用，判断出物体所处的状态，即可得出判断．