Question

9．由某种合金制成的物品，用弹簧测力计测出物品受到的重力为3N，然后将其浸没在水中，此时弹簧测力计测的示数为2.2N，（已知ρ_合=5.0×10³kg/m³）．求：
（1）物品受到的浮力；
（2）该物品是实心的还是空心的，如果是空心的，空心部分的体积有多大？

Answer 1

分析 （1）利用称重法F_浮=G-F_示求金属块在水中受到的浮力；
（2）利用G=mg可求得该物品的质量，利用F_浮=ρgV_排可求得该物品的体积，已知ρ_合=5.0×10³kg/m³．利用密度公式求得其实心体积，比较可知是空心的，利用实际体积减去实心体积即为空心部分的体积．

解答 解：（1）物品受到的浮力为：
F_浮=G-F=3N-2.2N=0.8N，
（2）该物品的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
由F_浮=ρgV_排可得该物品排开水的体积：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10^-5m³，
因为物体浸没，所以该物品的体积：
V=V_排=8×10^-5m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$可得，该物品的体积：
V′=$\frac{m}{{ρ}_{合}}$=$\frac{0.3kg}{5.0{×10}^{3}kg/{m}^{3}}$=6×10^-5m³，
因为V′＜V，
所以，该物品为空心的．
空心部分的体积：V_空=V-V′=8×10^-5m³-6×10^-5m³=2×10^-5m³．
答：（1）物品受到的浮力0.8N；
（2）该物品是空心的，空心部分的体积为2×10^-5m³．

点评 本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理的掌握和运用，利用好“称重法测浮力”求出物品在水中受到的浮力是前提，主要考查的是学生对密度公式的灵活运用．