Question

5．如图所示，科技小组的同学用长方体泡沫塑料A、三脚架和灯泡等制作了一个总重为4N的航标灯模型． A底部与浮子B用细绳相连．水位上升时，浮子B下降；水位下降时，浮子B上升．如果航标灯静止时泡沫塑料A浸入水中的体积始终为500cm³，浮子B重0.5N，不计绳重和绳与滑轮间的摩擦，浮子B的体积为1.5×10^-4m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 航标灯静止时，浮子B受的浮力（竖直向上）等于竖直向下的重力加上拉力，而拉力等于泡沫塑料A受到的浮力减去航标灯模型的总重，再利用阿基米德原理求浮子B的体积．

解答 解：航标灯静止时：
F_浮=ρ_液gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×500×10^-6m³=5N；
A受到的绳子的拉力为：F_A=F_浮-G=5N-4N=1N，
绳子对B向下的拉力为：F_B=F_A=1N，
浮子B受到的浮力为：F_浮′=G_B+F_B=0.5N+1N=1.5N
浮子B的体积为：
V=V_排′=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.5×10^-4m³．
故答案为：1.5×10^-4．

点评 本题考查了力的合成（力的平衡）、阿基米德原理、物体的浮沉条件（漂浮条件），正确对浮子B进行受力分析是本题的关键．