Question

13．把一塊重為G=3.4N的礦石，掛彈簧測力計上，并把他浸沒在水中．靜止時彈簧測力計的示數(shù)為F=2.9N，求：
（1）石塊浸沒在水中時受到的浮力；
（2）石塊浸沒在水中時排開水的體積；
（3）石塊的密度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱重法可知石塊所受浮力等于石塊在空氣中的重力減去石塊在水中時測力計的示數(shù)；
（2）根據(jù)公式F_浮=ρgV_排求排開水的體積（石塊的體積）；
（3）石塊浸沒在水中，故石塊的體積等于排開水的體積，已知石塊的重力，利用公式m=$\frac{G}{g}$求出石塊的質(zhì)量，再利用ρ=$\frac{m}{V}$求出石塊的密度．

解答 解：（1）石塊浸沒在水中時受到的浮力：
F_浮=G-F=3.4N-2.9N=0.5N，
（2）由F_浮=ρ_水V_排g可得，石塊浸沒在時排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-5m³，
（3）由于石塊浸沒在水中，故石塊的體積V=V_排=5×10^-5m³，
由G=mg可得，石塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3.4N}{10N/kg}$=0.34kg，
礦石的密度為：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.34kg}{5×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=6.8×10³kg/m³．
答：（1）礦石受到的浮力為0.5N；
（2）石塊浸沒在水中時排開水的體積為5×10^-5m³；
（3）礦石的密度為6.8×10³ kg/m³．

點(diǎn)評 本題考查重力、浮力、體積、密度等的計算，關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運(yùn)用，本題還考查利用重力差法求物體的浮力，難點(diǎn)是物體體積的計算，知道物體的體積等于排開液體的體積．