Question

5．小寧為了研究浸入水中的物體所受浮力的變化規(guī)律，設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)，他將彈簧測力計(jì)上端固定，下端掛一粗細(xì)均勻的圓柱體金屬塊A，其長度為L．開始時，他將金屬塊A完全浸沒在水中，容器的底部裝有一由閥門B控制的出水口．實(shí)驗(yàn)時，他打開閥門B緩慢放水，放到彈簧測力計(jì)的讀數(shù)不再變化為止，立即關(guān)閉閥門B．在此過程中金屬塊始終不與容器底部接觸，讀出彈簧測力計(jì)示數(shù)的最小值和最大值分別為3N和4N，則金屬塊A受到的最大浮力為1N，金屬塊A的密度為4g/cm³．

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計(jì)的讀數(shù)最大時，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為金屬塊A的重力．金屬塊A受浮力最大時即彈簧測力計(jì)的讀數(shù)最小時，因?yàn)閺椈蓽y力計(jì)的讀數(shù)等于金屬塊A的重力減去金屬塊A的浮力．
（2）根據(jù)浮力公式計(jì)算金屬塊A的體積，根據(jù)重力公式計(jì)算金屬塊A質(zhì)量，根據(jù)密度公式計(jì)算金屬塊A的密度．

解答 解：
（1）當(dāng)金屬快沒有接觸水面時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)最大，金屬快完全浸入水中，浮力最大，彈簧測力計(jì)的示數(shù)最小，所以最大浮力為F_浮=F₂-F₁=4N-3N=1N；
（2）根據(jù)G=mg可得金屬塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{4N}{10N/kg}$=0.4kg，
根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可得金屬塊體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
金屬塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.4kg}{1×1{0}^{-4}kg/{m}^{3}}$=4×10³kg/m³=4g/cm³．
故答案為：1；4．

點(diǎn)評 本題考查學(xué)生對重力、浮力、浮力計(jì)算公式以及密度計(jì)算公式的理解和應(yīng)用．