Question

在課外小組活動中，小剛將一掛在彈簧測力計下的開關(guān)不規(guī)則的石塊分別浸沒在水和鹽水中，彈簧測力計的示數(shù)如圖所示．
（1）石塊在水中所受到的浮力為

 

N；
（2）如果直接將物體投入水中，該物體將

 

（填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）；
（3）鹽水的密度為

 

kg/m³；
（4）小婷將一底面積為10cm²的實心金屬圓柱體掛在彈簧測力計下，緩慢浸沒到底面積為40cm²的薄壁盛水圓柱形容器中（水未溢出且物體未接觸容器底部），彈簧測力計示數(shù)改變了2N，則容器底部對水平桌面的壓強改變了

 

Pa．

Answer 1

分析：（1）在空氣中稱石塊重，從甲圖讀出彈簧測力計的示數(shù)（石塊重），從乙圖讀出小石塊全浸入水中彈簧測力計的示數(shù)，利用稱重法求小石塊受到的浮力；
（2）如果直接將物體投入水中，受到的浮力小于重力，利用物體的浮沉條件判斷；
（3）（1）求出了小石塊受到水的浮力，利用阿基米德原理求小石塊的體積；利用稱重法求小石塊受到鹽水的浮力，再利用阿基米德原理求鹽水的密度；
（4）彈簧測力計示數(shù)改變了2N，即圓柱體受到水的浮力為2N；
容器對桌面壓力等于容器重、水重與物體對水的壓力之和，物體對水的壓力等于水對物體的浮力，據(jù)此可求浸沒圓柱體后容器底部對水平桌面壓力的變化值，再利用壓強公式求容器底部對水平桌面的壓強變化值．

解答：解：（1）由甲乙兩圖得：
石塊在水中所受到的浮力：
F_浮=G-F_示=4N-3N=1N；
（2）∵F_浮＜G，
∴直接將石塊投入水中，石塊將下沉；
（3）石塊浸沒在水中所受到的浮力F_浮=1N，
∵F_浮=ρ_水v_排g，
∴石塊的體積：
v=v_排=

F浮

ρ水g

=

1N

1×103kg/m3×10/kg

=1×10^-4m³，
由甲丙兩圖，石塊受到鹽水的浮力：
F_浮′=4N-2.9N=1.1N，
∵F_浮′=ρ_鹽水v_排g，
∴ρ_鹽水=

F′浮

v排g

=

1.1N

1×10-4m3×10N/kg

=1.1×10³kg/m³；
（4）由題知，彈簧測力計示數(shù)改變了2N，即圓柱體受到水的浮力為2N；
∵容器對桌面壓力等于容器重、水重與物體對水的壓力之和，物體對水的壓力等于水對物體的浮力，
∴容器底部對水平桌面壓力的變化值：△F=2N，
容器底部對水平桌面的壓強變化值：
△p=

△F

s

=

2N

40×10-4m2

=500Pa．
故答案為：（1）1；（2）下沉；（3）1.1×10³； （4）500．

點評：本題為力學(xué)綜合題，綜合考查學(xué)生對液體壓強公式、阿基米德原理、稱重法測浮力的掌握和運用．關(guān)鍵是公式及其變形的靈活運用，難點是對物體進行受力分析，還要注意單位的換算．