Question

已知某实心小球是由下表中所列塑料材料中的一种制成的．

塑料名称	密度（kg/m3〕
聚甲基戊烯	0.8×103
聚丙烯	0.9×103
聚乙烯	0.95×103
尼龙66	1.1×103
塑料王	2.2×103

为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的，某同学设计并进行了以下实验：
a．把该小球放入盛有足够多酒精的量杯中，松手后，当小球处于平衡状态时，发现量杯内的液面由60mL处升高到90mL处（已知酒精的密度是0.8×10³kg/m³〕；
b．再把该小球放入另一只盛有足够多水的量杯中，松手后，当小球处于平衡状态时，发现量杯内的水由60mL处升高到87mL处．（g取10N/kg）
请你由以上实验数据，回答下列问题：
（1）塑料小球在酒精中受到的浮力为______．
（2）组成该小球的材料是______．

Answer 1

小球在酒精中静止不动时，V_1排=90cm³-60cm³=30cm³，受到的浮力F_1浮=ρ_酒精gV_排1=800kg/m³×10N/kg×30×10^-6m³=0.24N；
小球在水中静止不动时，V_2排=87cm³-60cm³=27cm³，受到的浮力F_2浮=ρ_水gV_排2=1000kg/m³×10N/kg×27×10^-6m³=0.27N．
讨论：（1）如果小球在酒精中漂浮，则它在水中一定液漂浮．小球在酒精和水中的浮力应相等，但F_1浮＜F_2浮．故小球不可能在酒精中漂浮；
（2）如果小球在酒精中悬浮，则它在水中应漂浮，小球在酒精和水中的浮力应相等，但F_1浮＜F_2浮．故小球不可能在酒精中悬浮．
所以小球在酒精中肯定沉底，则V_球=V_1排=30cm³；
小球在水中的V_2排=27cm³＜V_球，说明小球在水中漂浮．
故G_球=m_球g=F_2浮=0.27N，m_球=0.027kg； ρ_球=

m球

V球

=

0.027kg

30×10-6m3

=0.9×10³kg/m³．查表可得小球聚丙烯制成．
故答案为：（1）0.24N；（2）聚丙烯．