Question

（2003?泰州）如圖所示，用手提住彈簧測力計(jì)（圖中手未畫出），下面吊著一個(gè)金屬塊．當(dāng)金屬塊未接觸容器中的水時(shí)（如圖a），彈簧測力計(jì)的示數(shù)為5N；當(dāng)金屬塊全部浸入水中時(shí)（如圖c），彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N．（g取10N/kg）
（1）求金屬塊全部浸入水中時(shí)受到的浮力；
（2）求金屬塊的體積和密度；
（3）在使金屬塊由圖（b）位置漸漸浸入水中至圖（c）位置的過程中，試分析水對容器底部壓力的變化情況．

Answer 1

分析：（1）金屬塊全部浸入水中時(shí)受到的浮力等于測力計(jì)在空氣中的示數(shù)與完全浸沒水中時(shí)測力計(jì)示數(shù)之差．
（2）金屬塊完全浸沒時(shí)排開水的體積等于本身體積，根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排求出金屬塊體積，金屬塊重力已知，可求質(zhì)量，根據(jù)公式ρ=

m

V

可求金屬塊的密度．
（3）由圖（b）位置開始漸漸浸入水中，排開水的體積在變大，水高度在上升，水對容器底的壓強(qiáng)在變大，直到金屬塊恰好完全浸沒，再向下移動，排開水的體積不再變化，水的深度不再增加，水對容器底的壓強(qiáng)不再變化．

解答：解：（1）F_浮=G-G₁=5N-3N=2N．
答：金屬塊全部浸入水中時(shí)受到的浮力為2N．
（2）由F_浮=ρ_液gV_排，得
V=V_排=

F浮

ρ水g

=

2N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=2×10-4m3．
金屬塊的密度ρ=

m

V

=

G

gV

=

5N

10N/kg×2×10-4m3

=2.5×103kg/m3．
答：金屬塊的體積為2×10^-4m³，密度為2.5×10³kg/m³．
（3）從圖（b）起，隨著物體逐漸浸入水中，水面升高，水對容器底的壓強(qiáng)在變大，水對容器底部的壓力逐漸增大；當(dāng)物體上表面浸入水中后，物體繼續(xù)向下，水面不再升高，水對容器底的壓強(qiáng)不再變化，水對容器底部的壓力將保持不變．

點(diǎn)評：本題考查用物體在空氣中測力計(jì)的示數(shù)減去浸沒水中測力計(jì)的示數(shù)求浮力，根據(jù)浮力公式求物體體積和密度，以及影響液體壓強(qiáng)和壓力的因素．