Question

15．某长方体悬挂在弹簧测力计下，静止在空气中测力计的示数为10牛；若该立方体一半浸在水中测力计的示数变为5.1牛（如图所示），则此时长方体所受水的浮力为4.9牛，浮力的方向为竖直向上；若撤去弹簧秤的拉力，将该长方体放入水中，当它静止时上下表面所受施加的压力差为9.8牛．

Answer 1

分析 （1）根据称重法计算出立方体一半浸在水中受到的浮力大小；浮力的方向是竖直向上的；
（2）根据排开水的体积关系求出物体全部浸没水中时受到的浮力，与物体重力比较，根据漂浮条件确定物体在水中的状态；进而求出撤去弹簧秤的拉力将该长方体放入水中，当它静止时受到的浮力；
（3）利用浮力的实质（物体受到的浮力等于物体上下表面所受水的压力差）求解．

解答 解：
（1）由题可知，把物体一半体积浸入水中时，测力计的示数为F_示=5.1N，
此时物体所受浮力：
F_浮=G-F_示=10N-5.1N=4.9N；
浮力的方向是竖直向上的；
（2）根据阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排可知，物体全部浸没水中时浮力：
F_浮′=2F_浮=2×4.9N=9.8N；
因为物体全部浸没水中时浮力F_浮′＜G，
所以当撤去弹簧秤的拉力，将该长方体放入水中，当它静止时，物体下沉，
（3）因为物体浸没水中受到的浮力等于上下表面受到水的压力差，
所以物体上下表面所受施加的压力差：
△F=F_浮′=9.8N．
故答案为：4.9；竖直向上；9.8．

点评 本题考查了浮力的计算方法（压力差法、阿基米德原理），涉及到用称重法测量物体受到的浮力，知识点不多，要能熟练解答．