Question

16．如图所示是一个体积为800cm3的泡沫塑料块，当把它放入水中静止时，有$\frac{1}{8}$部分浸在水中，请按要求解答：
（1）求出此时泡沫塑料块受到的浮力是多大？
（2）求出此泡沫塑料块的密度是多少？
（3）如果设想将此物设计成一个载物台（轮船），用它最多可以装载重力为多少的货物？加果将此泡沫塑料块放在盐水中，其载货量会怎样改变？为什么？

Answer 1

分析 （1）求出排开水的体积，利用阿基米德原理即可求出浮力；
（2）根据泡沫塑料块漂浮时浮力等于重力，然后利用密度公式即可求出泡沫塑料块的密度；
（3）根据阿基米德原理求出当泡沫塑料块全部浸没时所受的浮力，减去泡沫塑料块的重力即为最多可以装载货物；
如果将此泡沫塑料块放在盐水中，根据盐水和水的密度即可判断．

解答 解：（1）V_排=$\frac{1}{8}$V=$\frac{1}{8}$×800cm³=100cm³=1×10^-4m³；
则F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-4m³=1N；
（2）因为泡沫塑料块漂浮，所以F_浮=G=1N，
根据G=mg=ρVg可得：ρ_塑料=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{1N}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}×10Nkg}$=0.125×10³kg/m³；
（3）当泡沫塑料块全部浸没时所受的浮力F_浮最大=ρ_水gV=1×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-4m³=8N；
则G_货=F_浮最大-G=8N-1N=7N；
如果将此泡沫塑料块放在盐水中，由于ρ_盐水＞ρ_水，根据F_浮=ρ_液gV_排可知浮力变大，则其载货量变大；
答：（1）此时泡沫塑料块受到的浮力是1N；
（2）求出此泡沫塑料块的密度是0.125×10³kg/m³；
（3）如果设想将此物设计成一个载物台（轮船），用它最多可以装载重力为8N的货物；加果将此泡沫塑料块放在盐水中，其载货量会变大，原因是盐水的密度大于水的密度，泡沫塑料块浸没时受到的浮力变大．

点评 本题考查了学生对阿基米德原理、漂浮条件和浮力产生的实质，是一道综合题．