Question

如圖所示，一質量分布均勻的空心球恰能懸浮在某液體中．
（1）在圖中畫出空心球所受浮力的示意圖．
（2）設物體密度為ρ，液體密度為ρ_液，試推證：當物體在某液體中懸浮時，ρ_液=ρ．

Answer 1

解：
（1）小球懸浮水中，過小球的球心豎直向上畫，標出符號F_浮．如圖所示：
（2）設物體體積為V，排開液體體積為V_排，
∵物體懸浮，F(xiàn)_浮=G
∴ρ_液V_排g=ρVg，
又∵懸浮時V_排=V，
∴ρ_液=ρ．
分析：（1）根據(jù)小球懸浮中水中，小球受到豎直向下的重力和豎直向下的浮力是一對平衡力；然后過小球的重心表示出浮力的方向和大小即可．
（2）物體懸浮時F_浮=G，而F_浮=ρ_液V_排g、G=ρVg、V_排=V，據(jù)此推導．
點評：（1）作力的示意圖，用一條帶箭頭的線段表示力，線段的長短表示力的大小，箭頭表示力的方向，起點或終點表示力的作用點，并標出符號和大小．
（2）利用好物體懸浮時的隱含條件（V_排=V）是本題的關鍵．