Question

10．一軟木塞質(zhì)量為0.01千克浮在水面上，只有$\frac{1}{4}$體積浸在水中，為使軟木塞恰好浸沒(méi)在水中，加在它上面的砝碼的質(zhì)量應(yīng)是（　�。�

• A． 0.01千克
• B． 0.02千克
• C． 0.03千克
• D． 0.04千克

Answer 1

分析 根據(jù)漂浮條件可求出軟木塞受到的浮力，再利用阿基米德原理求出其排開(kāi)水的體積，進(jìn)而得出軟木塞的總體積．
當(dāng)軟木塞全部浸沒(méi)時(shí)，受到的浮力，減去本身的重力，就是所需要加的砝碼的重力．據(jù)此解答．

解答 解：
當(dāng)軟木塞漂浮時(shí)，其受到的浮力：F_浮1=G_木=m_木g=0.01kg×10N/kg=0.1N；
由F_浮=ρ_水gV_排可得其排開(kāi)水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-5m³，
軟木塞漂浮時(shí)只有$\frac{1}{4}$體積浸在水中，則軟木塞的總體積：V=4V_排=4×10^-5m³，
軟木塞恰好浸沒(méi)在水中時(shí)，其所受浮力：
F_浮2=ρ_水gV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-5m³=0.4N；
把砝碼放在軟木塞上，整體漂浮，則F_浮2=G_木+G_砝，
所以，木塞還可載砝碼的重力：G_砝=F_浮2-G_木=0.4N-0.1N=0.3N，
木塞還可載砝碼的質(zhì)量：m_砝=$\frac{{G}_{砝}}{g}$=$\frac{0.3N}{10N/kg}$=0.03kg．
故選C．

點(diǎn)評(píng) 在本題中，主要考查了浮沉條件的應(yīng)用，阿基米德原理的應(yīng)用等，重點(diǎn)還是要搞清軟木塞在不同情況下的浮力大小．