题目内容

科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个航标灯模型如图所示.模型总质量为mA,底面积为SA,A底部与浮子B 通过滑轮用细绳相连.水位上升时,浮子B下降;水位下降时,浮子B上升,保持航标灯静止时A浸入水中的深度始终为h,浮子B质量为mB,则浮子B的体积为________.(水的密度为ρ,不计绳重和摩擦)


分析:航标灯静止时,浮子B受的浮力(竖直向上)等于竖直向下的重力加上拉力,而拉力等于泡沫塑料A受到的浮力减去航标灯模型的总重,再利用阿基米德原理求浮子B的体积.
解答:设A底部的面积为SA,则A受到的浮力:
F=G=mg=ρSAhg,
A对绳子的拉力:F=F-GASAhg-mAg,
B受到的浮力:F′=GBg+ρSAhg-mAg,
B的体积:
V=V===
故答案为:
点评:本题考查了力的合成(力的平衡)、阿基米德原理、物体的浮沉条件(漂浮条件)、液体的压强计算,涉及到两次对物体进行受力分析,综合性强,属于难题.
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