Question

在“想想做做”教學(xué)活動中，老師組織學(xué)生開展了用橡皮泥進(jìn)行“造船”比賽活動．要求每個學(xué)生用一塊質(zhì)量為60g、密度為1.5×l0³ kg/m³的橡皮泥造一艘小船，然后把圖釘或者螺母、沙粒等當(dāng)做“貨物”裝進(jìn)去，看誰的小船裝載的“貨物”最多，最后是小華同學(xué)造的小船以裝載了100g的“貨物”獲勝，如圖所示．求：（g取10N/kg）
（1）這塊橡皮泥直接放入水中所受到的浮力．
（2）小華“造”的小船裝載100g貨物時受到的浮力．
（3）根據(jù)上面的計(jì)算，說一說用鋼鐵造的船能浮在水面上的道理．

Answer 1

分析：（1）知道橡皮泥的質(zhì)量和橡皮泥的密度，利用密度公式求橡皮泥的體積，橡皮泥直接放入水中會下沉，排開水的體積等于橡皮泥的體積，利用阿基米德原理求橡皮泥受到的浮力；
（2）小船裝載100g貨物時，船漂浮，根據(jù)漂浮條件求船受到的浮力；
（3）浮力的大小和排開液體的體積有關(guān)，輪船采用“空心”的方法，是為了增大排開水的體積，從而增大可利用的浮力．

解答：解：（1）∵ρ=

m

v

，
∴橡皮泥的體積：
v=

m

ρ

=

60×10-3kg

1.5×103kg/m3

=4×10^-5m³，
∵橡皮泥在水中下沉，
∴排開水的體積：v_排=v=4×10^-5m³，
橡皮泥受到的浮力：
F_浮=ρgv_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-5m³=0.4N；
（2）G_總=G_物+G_船=m_物g+m_船g=0.1kg×10N/kg+0.06 kg×10N/kg=1.6N，
∵小船漂浮
∴F_浮=G_總=1.6N；
（3）用鋼鐵造的船是空心的，增大了排開水的體積，增大了浮力，使船能浮在水面上．
答：（1）這塊橡皮泥直接放入水中所受到的浮力為0.4N；
（2）小華“造”的小船裝載100g貨物時受到的浮力為1.6N；
（3）用鋼鐵造的船是空心的，增大了排開水的體積，增大了浮力，使船能浮在水面上．

點(diǎn)評：本題考查了學(xué)生對密度公式、重力公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運(yùn)用，涉及到利用“空心”的方法增大浮力，利用好“橡皮泥在水中排開水的體積等于橡皮泥的體積”這一隱含條件．