Question

4．重5N的金属球，浸没在水中时，排开了4N的水，则金属球受到了4N的浮力，浮力的方向是竖直向上，若将其放入足量的水银中，它所受到的浮力为5N．

Answer 1

分析 金属球浸没在水中排开了4N的水，根据阿基米德原理即可求出金属球所受到的浮力；
因静止时受到的浮力和重力是一对平衡力，大小相等、方向相反，而重力的方向竖直向下，据此可知浮力方向；
再根据G=mg和阿基米德原理此求出金属球的体积，然后求出金属球密度，与水银的密度比较可知，它一定是漂浮在水银表面的，因此其浮力等于自身的重力．

解答 解：（1）金属球浸没在水中排开了4N的水即G_排=4N，根据阿基米德原理：F_浮=G_排=4N；
受到的浮力和重力是一对平衡力，则浮力方向竖直向上；
（2）由F_浮=ρgV_排得金属球的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N．kg}$=4×10^-4m³，
则金属球的密度：
ρ_球=$\frac{{m}_{球}}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{5N}{10N/kg×4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.25×10³kg/m³．
则ρ_球＜ρ_水银，所以将金属球放入水银中一定漂浮，所以金属球所受到的浮力等于自身的重力，为5N．
故答案为：4；竖直向上；5．

点评 本题考查了阿基米德原理、物体的浮沉条件的应用．做题时要灵活运用公式．