Question

16．如圖所示是一個(gè)體積為800cm3的泡沫塑料塊，當(dāng)把它放入水中靜止時(shí)，有$\frac{1}{8}$部分浸在水中，請按要求解答：
（1）求出此時(shí)泡沫塑料塊受到的浮力是多大？
（2）求出此泡沫塑料塊的密度是多少？
（3）如果設(shè)想將此物設(shè)計(jì)成一個(gè)載物臺(tái)（輪船），用它最多可以裝載重力為多少的貨物？加果將此泡沫塑料塊放在鹽水中，其載貨量會(huì)怎樣改變？為什么？

Answer 1

分析 （1）求出排開水的體積，利用阿基米德原理即可求出浮力；
（2）根據(jù)泡沫塑料塊漂浮時(shí)浮力等于重力，然后利用密度公式即可求出泡沫塑料塊的密度；
（3）根據(jù)阿基米德原理求出當(dāng)泡沫塑料塊全部浸沒時(shí)所受的浮力，減去泡沫塑料塊的重力即為最多可以裝載貨物；
如果將此泡沫塑料塊放在鹽水中，根據(jù)鹽水和水的密度即可判斷．

解答 解：（1）V_排=$\frac{1}{8}$V=$\frac{1}{8}$×800cm³=100cm³=1×10^-4m³；
則F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-4m³=1N；
（2）因?yàn)榕菽�塑料塊漂浮，所以F_浮=G=1N，
根據(jù)G=mg=ρVg可得：ρ_塑料=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{1N}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}×10Nkg}$=0.125×10³kg/m³；
（3）當(dāng)泡沫塑料塊全部浸沒時(shí)所受的浮力F_浮最大=ρ_水gV=1×10³kg/m³×10N/kg×8×10^-4m³=8N；
則G_貨=F_浮最大-G=8N-1N=7N；
如果將此泡沫塑料塊放在鹽水中，由于ρ_鹽水＞ρ_水，根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可知浮力變大，則其載貨量變大；
答：（1）此時(shí)泡沫塑料塊受到的浮力是1N；
（2）求出此泡沫塑料塊的密度是0.125×10³kg/m³；
（3）如果設(shè)想將此物設(shè)計(jì)成一個(gè)載物臺(tái)（輪船），用它最多可以裝載重力為8N的貨物；加果將此泡沫塑料塊放在鹽水中，其載貨量會(huì)變大，原因是鹽水的密度大于水的密度，泡沫塑料塊浸沒時(shí)受到的浮力變大．

點(diǎn)評 本題考查了學(xué)生對阿基米德原理、漂浮條件和浮力產(chǎn)生的實(shí)質(zhì)，是一道綜合題．