Question

12．弹簧测力计下挂一正方体，在空气中的示数为9.8牛，浸没在水中时，测力计的示数为4.9牛，则该物体所受浮力为4.9牛，该物体上、下表面所受液体压力差为4.9牛．若将这个正方体的浸没在酒精中时，排开酒精的重力为3.92牛．（ρ_酒精=0.8×10³千克/米³）

Answer 1

分析 （1）已知物体重力和物体浸没在水里时弹簧测力计的示数，二者之差就等于物体所受的浮力（称重法测浮力）．
根据浮力产生的原因可知浮力就是物体上、下表面所受液体压力差；
（2）根据F_浮=ρ_液gV_排可求正方体排开水的体积，即正方体的体积，进而可知排开酒精的体积，再利用F_浮=ρ_液gV_排计算正方体受到酒精的浮力，根据阿基米德原理可得排开酒精的重力．

解答 解：
（1）物体浸没在水里时，物体受到的浮力加上拉力（弹簧测力计的示数）等于物体重力，
即：F_浮+F_示=G，
所以这个物体受水的浮力：
F_浮=G-F_示=9.8N-4.9N=4.9N．
根据浮力产生的原因可知，物体上、下表面所受液体压力差等于浮力的大小，即F′=F_浮=4.9N．
（2）根据F_浮=ρ_液gV_排可得，正方体的体积，V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4.9N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×9.8N/kg}$=5×10^-4m³，
正方体的浸没在酒精中时，排开酒精的体积${V}_{排}^{′}$=V=5×10^-4m³，
则受到酒精的浮力${F}_{浮}^{′}$=ρ_酒精g${V}_{排}^{′}$=0.8×10³kg/m³×9.8N/kg×5×10^-4m³=3.92N．
根据阿基米德原理可得排开酒精的重力G_排酒精=${F}_{浮}^{′}$=3.92N．
故答案为：4.9；4.9；3.92．

点评 本题考查浮力产生的原因，物体所受浮力的计算，阿基米德原理等，关键是会利用称重法求物体所受的浮力．同时要利用好隐含条件：浸入液体中的物体，排开液体的体积等于其自身体积．