Question

在课外小组活动中，小群用弹簧测力计、形状不规则的系有细线的石块、烧杯、水及盐水分别做了如图所示的实验．由实验可知，石块的质量是________kg，石块在水中所受的浮力为________N，盐水的密度为________．如果直接将该物体投入盐水中，该物体将________（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．（g=10N/kg）

Answer 1

0.4    1    1.1×10³kg/m³    下沉
分析：（1）在空气中称石块重，从甲图中读出弹簧测力计的示数（石块重），根据G=mg求出石块的质量；
（2）从乙图读出石块全浸入水中弹簧测力计的示数，利用称重法求石块在水中受到的浮力；
（3）求出了小石块受到水的浮力，利用阿基米德原理求小石块的体积；利用称重法求小石块受到盐水的浮力，再利用阿基米德原理求盐水的密度；
（4）比较物体完全浸没盐水时受到的浮力和重力即可判断直接将该物体投入盐水中物体的浮沉．
解答：
（1）由甲图可得G=4N，则石块的质量：
m===0.4kg；
（2）由甲乙两图得：
石块在水中所受到的浮力：
F_浮=G-F′=4N-3N=1N；
（3）∵F_浮=ρ_水v_排g，
∴石块的体积：
v=v_排===1×10^-4m³，
由甲丙两图，石块受到盐水的浮力：
F_浮′=4N-2.9N=1.1N，
∵F_浮′=ρ_盐水v_排g，
∴ρ_盐水===1.1×10³kg/m³．
（4）∵G＞F_浮′
∴如果直接将该物体投入盐水中，该物体将下沉．
故答案为：0.4；1；1.1×10³kg/m³；下沉．
点评：称重法的运用是本题中求浮力的基本方法，浮沉条件可帮助我们判断物体的浮沉状态，本题的难点还是两次浮力公式的运用，利用石块排开水的体积与排开盐水的体积相同，进而求出盐水的密度．