【題目】如圖所示,在容器底部固定有一輕質(zhì)彈簧,彈簧上端連有一邊長為0.1m的正方體A,當容器中水的深度為20cm時,物體A有 的體積露出水面,此時彈簧剛好處于自然伸長狀態(tài),求:
(1)物塊A受到的浮力;
(2)物塊A的密度;
(3)往容器內(nèi)緩慢加水至物塊A恰好浸沒時,水未溢出,彈簧受到的拉力多大?

【答案】
(1)解:物塊的A體積為V=(0.1m)3=10﹣3m3

由題意可得,物塊A排開水的體積:V=V﹣V=V﹣ V= V= ×10﹣3m3=6×10﹣4m3

物體A受到的浮力:FgV=1×103kg/m3×10N/kg×6×10﹣4m3=6N

答:物塊A受到的浮力為6N


(2)解:因為彈簧剛好處于自然伸長狀態(tài),

所以此時物塊漂浮,物體的重力G=F=6N;

物體的質(zhì)量m= = =0.6kg,

物塊A的密度ρ= = =0.6×103kg/m3

答:物塊A的密度為0.6×103kg/m3


(3)解:物塊A完全浸沒時,此時物塊受到的浮力:

F′=ρgV′=ρgV=1×103kg/m3×10N/kg×10﹣3m3=10N;

物塊A剛好完全浸沒水中,物塊受到的浮力等于其重力與彈簧的拉力之和,

則彈簧的拉力:F=F′﹣G=10N﹣6N=4N

答:彈簧受到的拉力為4N


【解析】(1)根據(jù)物體邊長和物塊A體積露出水面的比例,求出排開水的體積,根據(jù)公式FgV求出浮力;(2)彈簧恰好處于自然狀態(tài)時沒有發(fā)生形變,此時物塊漂浮,物體的重力G=F,求出物體受到的重力,進一步求出質(zhì)量,再利用ρ= 計算物塊A的密度;(3)根據(jù)阿基米德原理計算物體浸沒時受到的浮力,因物塊A剛好完全浸沒水中,此時彈簧對物塊A的作用力為F=F﹣G,求出F.
【考點精析】解答此題的關(guān)鍵在于理解浮力大小的計算的相關(guān)知識,掌握浮力的公式為:F= Ggv

練習冊系列答案
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(1)在實驗步驟B中銅塊所受浮力F=N;
(2)分析實驗步驟A、B、C、D、E,可以得出浸入液體中的物體受到浮力大小跟有關(guān),而跟無關(guān);
(3)分析實驗步驟 , 可以得出浸入液體中的物體受到的浮力大小與液體密度有關(guān);
(4)從以上實驗得到浮力的計算公式是

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B.向試管內(nèi)打氣時,試管內(nèi)的氣體內(nèi)能減小

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D. 在能源的利用中,總有一部分能量末被利用就損失了

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(2)將石塊從井底拉至井口的過程中,汽車拉繩子的拉力對滑輪組做了多少功?

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A.
B.
C.
D.

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