Question

学完“浮力”知识后，小芳同学进行了相关的实践活动．（p_水=1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

（1）她选取一质量为750g、体积为1250cm³长方体木块，让它漂浮在水面上，如图甲所示，求木块受到的浮力．

（2）取来规格相同由合金材料制成的螺母若干，每只螺母质量为50g，将螺母逐个放置在漂浮的木块上．问：放多少只螺母时，木块刚好浸没在水中？

（3）她又用弹簧测力计、一只螺母做了如图乙所示的实验，弹簧测力计静止时的示数为0.4N，求合金材料的密度．

Answer 1

（1）∵木块漂浮，由F_浮=G得，

木块受到的浮力：F_浮=G_木=m_木g=750×10^﹣3kg×10N/kg=7.5N；

（2）木块完全浸没．由阿基米德原理得，

此时木块受到的浮力：F_浮′=G_排=ρ_水gV_排=ρ_水gV_木=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1250×10^﹣6m³=12.5N，

螺母的重力为：G_螺母总=F_浮′﹣G_木=12.5N﹣7.5N=5N，

螺母的个数为：n===10只；

（3）螺母完全浸没在水中，由F_浮=G﹣F′得，

螺母受到的浮力：F_浮螺母=G_螺母﹣F′=0.5N﹣0.4N=0.1N，

螺母的体积：V_螺母===10^﹣5m³，

由ρ=得，合金材料的密度：ρ_合金===5×10³kg/m³．

答：（1）木块受到的浮力7.5N；

（2）放10只螺母时，木块刚好浸没在水中；

（3）合金材料的密度5×10³kg/m³．