Question

（2007?怀柔区一模）如图甲是一个空水池，底部的排水口已用塞子塞住，放水至虚线处，
（1）现将一质量为60g，体积为750ml的空心密闭瓶放入水中，试计算该瓶静止后所受的浮力；
（2）如用弹簧测力计向上逐渐用力拉塞子，如图乙，当弹簧测力计的示数为5N时，塞子恰好被拔出．如用（1）中所用的空心密闭塑料瓶代替弹簧测力计，同样使池中水位达到相同位置时恰好将塞子拔出，如图丙，试计算塑料瓶排开水的体积为多大时能把塞子拔出．（g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）将体积为750ml的空心密闭瓶放入水中，判断该瓶静止后所处的状态，根据漂浮条件求所受的浮力；
（2）如图，塑料瓶受到三个力的作用：重力、拉力、浮力，当拉力为5N时，能把塞子拔起，据此求出塑料瓶受到的浮力，再利用阿基米德原理求塑料瓶排开水的体积．

解答：解：（1）将空心密闭瓶浸没水中时F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×750×10^-6m³=7.5N；
G_瓶=m_瓶g=60×10^-3kg×10N/kg=0.6N，
∴F_浮＞G_瓶
则该瓶静止后处于漂浮，F_浮1=G_瓶=0.6N；
（2）∵F_浮′-G_瓶=F_拉
∴F_浮′=G_瓶+F_拉═0.6N+5N=5.6N；
∵F_浮′=ρ_水gV_排′，
∴V_排′=

F浮′

ρ水g

=

5.6N

1×103kg/m3×10N/kg

=5.6×10^-4m³． 
答：（1）该瓶静止后所受的浮力为0.6N；
（2）塑料瓶排开水的体积为5.6×10^-4m³时能把塞子拔出．

点评：本题考查了学生对阿基米德原理的了解与掌握，利用力的平衡求浮力是本题的关键．