Question

小陸同學在一次利用密度為1.5×10³ kg/m³的橡皮泥進行造“船”比賽時，他所用的橡皮泥的體積為30cm³，制成的小船最大排水體積為300cm³（g=10N/kg，水的密度為1.0×10³ kg/m³）．則：
（1）小陸所用的橡皮泥的重力為多大？
（2）橡皮泥浸沒在水中所受浮力為多大？
（3）小明所做的小船能裝載的貨物最重為多大？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)橡皮泥的密度和體積，利用公式m=ρV可以計算出橡皮泥的質(zhì)量，再根據(jù)公式G=mg即可計算出橡皮泥的重力．
（2）橡皮泥浸沒在水中時，排開水的體積就是橡皮泥的體積，根據(jù)公式F_浮=G_排=ρ_水gV即可計算出橡皮泥受到的浮力．
（3）船的排水量指的是船滿載時排開水的質(zhì)量，也就是滿載時船與貨物的總質(zhì)量．
解答：解：（1）V=30cm³=3×10^-5m³，由公式 ρ=，得：
m=ρV=1.5×10³kg/m³×3×10^-5m³=0.045 kg，
小明所用橡皮泥的重力G=mg=0.045 kg×10N/kg=0.45 N．
（2）橡皮泥浸沒在水中，V_排=V=3×10^-5m³，
根據(jù)阿基米德原理，得：橡皮泥浸沒在水中所受浮力F_浮=G_排=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×3×10^-5m³=0.3 N．
（3）V_排M=300cm³=3×10^-4m³，
根據(jù)阿基米德原理，得：小明所做的小船在水中所受最大浮力F_浮M=G_排M=ρ_水gV_排M=1×10³kg/m³×10N/kg×3×10^-4m³=3N．
∴小明所做的小船能裝載的貨物最重為G=F_浮M-G=3N-0.45N=2.55 N．
答：（1）橡皮泥的重力是0.45N；
（2）橡皮泥浸沒在水中時受到的浮力是0.3N；
（3）能裝載的最大貨物重2.55N．
點評：該題考查了阿基米德原理的應用以及輪船排水量有關(guān)知識，要特別注意橡皮泥處于不同形狀時所受的浮力不同，做成小船時浮力大大增加；另外，船處于漂浮狀態(tài)，所以浮力等于船和貨物的總重力．