Question

18．小明探究怎樣使物體上浮或下沉，用手將質量為150g，體積為1.6×10^-4m³的蘋果浸沒在水中，蘋果受到的浮力為1.6N，松手后蘋果將上�。ㄟx填“上浮”、“下沉”或“懸浮”），最后靜止時，蘋果撐開水的體積為1.5×10^-4m³．（取g=10N/Kg，ρ_水=1.0×10³Kg/m³）

Answer 1

分析 （1）當蘋果浸沒在水中時，此時排開水的體積就等于蘋果的體積，利用阿基米德原理計算此時蘋果受到的浮力；
（2）知道蘋果的質量，利用公式G=mg計算蘋果受到的重力；浮力與重力進行比較，重力大于浮力就下沉，重力等于浮力就懸浮，重力小于浮力就上��；
（3）最后根據(jù)蘋果所處的狀態(tài)求出靜止時受到的浮力．再利用F_浮=ρ_水gV_排可求蘋果撐開水的體積．

解答 解：（1）當蘋果浸沒在水中時，排開水的體積就等于蘋果的體積，
即V_排=V_物=1.6×10^-4m³，
所以此時蘋果受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1000kg/m³×10N/kg×1.6×10^-4m³=1.6N；
（2）蘋果的質量：m=150g=0.15kg，
蘋果受到的重力：G=mg=0.15kg×10N/kg=1.5N；
因為G＜F_浮，所以松手后蘋果會上浮；
（3）當蘋果靜止時，漂浮，受到的浮力F_浮′=G=1.5N．
根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可得，最后靜止時，蘋果撐開水的體積為：${V}_{排}^{′}$=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.5×10^-4m³．
故答案為：1.6；上浮；1.5×10^-4．

點評 本題考查了浮力和重力的計算、物體的浮沉條件，關鍵是對公式及公式變形的理解和應用，利用好隱含條件物體浸沒水中時V_排=V．