Question

11．一个体积是40cm³的实心铁球浸没在水中时，它受到的浮力多大？放在水银中是上浮还是下沉？受到的浮力多大？（ρ_水银=13.6×10³kg/m³，ρ_铁=7.9×10³kg/m³）

Answer 1

分析 ①利用阿基米德原理公式：F_浮=ρ_液gV_排求铁球所受浮力．
②首先利用物体的浮沉条件，判断出铁球静止在水银中时所处的状态，然后根据物体的浮沉条件求所受的浮力．

解答 解：①实心铁球浸没在水中时，V_排=V_球=40cm³=4×10^-5m³．
由阿基米德原理公式可得：
F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-5m³=0.4N．
②由于ρ_铁＜ρ_水银，根据浮沉条件可知：铁球在水银中是上浮最后处于漂浮，
由物体的浮沉条件可知：F_浮′=G_铁=m_铁g=ρ_铁V_球g=7.9×10³kg/m³×4×10^-5m³×10N/kg=3.16N．
答：实心铁球浸没在水中时，它受到的浮力为0.4N．
放在水银中是上浮最后漂浮，受到的浮力为3.16N．

点评 本题考查的是物体的浮沉条件和阿基米德原理的应用；能够根据物体在水和水银中所处的状态是解题的关键．