Question

3．小明同學(xué)利用密度為1.5×10³kg/m³的橡皮泥造“船”，他所用橡皮泥的體積為20cm³，造成的小船最大排水體積為100cm³ ．他所造的小船所受的最大浮力？這個小船能否漂浮在水面上？若能漂浮，求漂浮時的浮力？（g取10N/kg）

Answer 1

分析 （1）已知小船最大排水體積，根據(jù)公式F_浮=ρ_水gV_排即可計算出橡皮泥受到的最大浮力．
（2）根據(jù)橡皮泥的密度和體積，利用公式m=ρV可以計算出橡皮泥的質(zhì)量，再根據(jù)公式G=mg即可計算出橡皮泥的重力，與其最大浮力相比較即可判斷小船能否漂浮在水面上．
（3）物體漂浮，浮力等于其重力．

解答 解：
（1）小船最大排水體積為100cm³ =1×10^-4m³，
根據(jù)阿基米德原理可得，小船所受的最大浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-4m³=1N．
（2）橡皮泥的體積V=20cm³=2×10^-5m³，
由ρ=$\frac{m}{V}$得橡皮泥的質(zhì)量：
m=ρV=1.5×10³kg/m³×2×10^-5m³=0.03kg，
小明所用橡皮泥的重力：
G=mg=0.03 kg×10N/kg=0.3N．
因為F_浮＞G，
所以，小船能漂浮在水面上．
根據(jù)物體漂浮條件可得，漂浮時的浮力：
${F}_{浮}^{′}$=G=0.3N．
答：他所造的小船所受的最大浮力為1N；這個小船能漂浮在水面上；漂浮時的浮力為0.3N．

點評 該題考查了阿基米德原理、物體浮沉條件及其應(yīng)用，同時考查密度公式、重力公式的應(yīng)用，是一道綜合性較強的題目．題目難度適中，屬于中檔題．