小杰同学发现了一个金属块.他想知道它的重力和密度．他手中只有一只量程较小的弹簧秤.当他用此弹簧秤测量此金属块的重力时．发现已超过弹簧秤的最大量程.于是他设计了如图所示的装置去测量．图中OA:OB=1:3.用细绳把金属块悬挂于A点.用弹簧秤在B点施加一个竖直向上的力.当OB杠杆水平静止时.弹簧秤读数为1.8牛．当向容器中加水.金属块浸没于水中� 题目和参考答案——青夏教育精英家教网—

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小杰同学发现了一个金属块，他想知道它的重力和密度．他手中只有一只量程较小的弹簧秤，当他用此弹簧秤测量此金属块的重力时．发现已超过弹簧秤的最大量程，于是他设计了如图所示的装置去测量．图中OA：OB=1：3，用细绳把金属块悬挂于A点，用弹簧秤在B点施加一个竖直向上的力，当OB杠杆水平静止时，弹簧秤读数为1.8牛．当向容器中加水，金属块浸没于水中后，弹簧秤读数为1.2N，g取10N/kg．
求（1）金属块的重力为多少？
（2）金属块浸没于水中后所受到的浮力为多大？
（3）金属块的密度是多少？

（1）杠杆在弹簧秤的拉力及重物对A的拉力作用下而处于平衡状态，则由力矩平衡可得：
F₁?0B=F_G?OA
则F_G=

F1=3×1.8N=5.4N；
因金属块受重力和拉力而处于平衡状态，故此金属块的重力G=F_G=5.4N；
（2）浸没水中后由力矩平衡可知：
F₂?OB=F′OA
F′=

F2=3×1.2N=3.6N；
金属块此时受重力G、浮力F_浮及拉力F′而处于平衡状态，故有：
G=F_浮+F′
则浮力F_浮=G-F′=5.4N-3.6N=1.8N；
（3）由F_浮=ρgV得：
V=

F浮

ρg

1.8N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=1.8×10^-4m³；
金属块质量m=

5.4N

10N/kg

=0.54kg；
则金属块的密度ρ=

0.54kg

1.8×10-4m3

=3×10³kg/m³=3g/cm³；
答：（1）金属块的重力为5.4N；（2）金属块所受浮力为1.8N；（3）金属块的密度为3g/cm³．

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实验1：把金属块挂在弹簧测力计下，浸没在水中的不同深度处，观察到弹簧测力计的示数始终是3.3N；
实验2：把金属块浸入水中一部分，观察到弹簧测力计的示数是3.6N；
实验3：把金属块浸没在硫酸铜溶液中，观察到弹簧测力计的示数是3.1N（ρ_硫酸铜＞ρ_水）；
实验4：把石块浸没在水中，观察到弹簧测力计的示数是0.6N．
分析上述实验结果，可以得到初步结论：
（1）根据“实验1”可知，浮力的大小与浸没在液体中的______无关；
（2）根据“实验1、3”可知，浮力的大小与______有关；
（3）根据“实验______”可知，浸没在液体中的物体所受浮力与物体本身的密度无关；
（4）根据“实验______”可知，浮力的大小与排开液体的体积有关．

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