Question

17．一個小球分別放入足量的水和煤油中，小球受到的浮力分別6牛和5牛，則小球在水和煤油中的狀態(tài)應(yīng)是（　　）（ρ_煤油=0.8g/cm³）

• A． 都漂浮
• B． 都下沉
• C． 在水中下沉，在煤油漂浮
• D． 在水中漂浮，在煤油中下沉

Answer 1

分析 根據(jù)小球在水中和在煤油中所受的浮力大小，利用阿基米德原理可求排開水和煤油的體積，然后小球在水中和在煤油中所受的浮力大小和排開水和煤油的體積的大小，結(jié)合物體浮沉條件判斷小球在水中和煤油中所處的狀態(tài)．

解答 解：因為F_浮水=6N，F(xiàn)_煤油=5N，則F_浮水≠F_煤油，
若小球都漂浮，根據(jù)物體的漂浮條件可知浮力等于重力，浮力應(yīng)該相等，所以，小球在水中和煤油中不可能都處于漂浮狀態(tài)；
由F_浮=ρ_液V_排g得排開液體的體積分別為：
V_排水=$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}=\frac{6N}{1000kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6×10^-4m³，
V_排油═$\frac{{F}_{浮油}}{{ρ}_{油}g}$=$\frac{5N}{800kg/{m}^{3}×10N/kg}$=6.25×10^-4m³，
則V_排水＜V_排油，
若小球都下沉，根據(jù)浸沒時排開液體的體積與物體體積相等可知，排開液體的體積應(yīng)相等，所以小球在水中和煤油中不可能都下沉；故AB錯誤；
所以，小球在水中和在煤油中一定是在一種液體中處于漂浮狀態(tài)、在另一種液體中下沉；
若小球在煤油中處于漂浮，因為ρ_水＞ρ_煤油，所以小球在水中一定也是處于漂浮，故都漂浮不可能；
故小球所處的狀態(tài)一定是：在水中漂浮，在煤油中下沉；C錯誤，D正確．
故選D．

點評 本題考查了學(xué)生對阿基米德原理和物體的浮沉條件的掌握和運用，判斷出小球在水中、煤油中的狀態(tài)是本題的突破口．