Question

一個重力為8牛的實心金屬塊，掛在彈簧測力計下，將其一半體積浸入水中時，彈簧測力計的示數為5牛，此時金屬塊所受的浮力為________牛；若把金屬塊全部浸入水中時，金屬塊所受的浮力與重力的合力為________牛，繼續(xù)增加金屬塊在水中所處的深度，受到的浮力將________．（選填“變大”、“不變”或“變小”）

Answer 1

3    2    不變
分析：（1）利用二次稱重法求出物塊受到水對它的浮力；
（2）根據已求出的金屬塊受的浮力（浸入一半體積），求出排開水的體積（金屬塊的一半體積），再利用阿基米德原理求金屬塊受到的浮力．金屬塊在水中受三個力：重力、浮力、彈簧測力計對金屬塊的拉力，重力和浮力的合力也就是彈簧測力計對金屬塊的拉力；
（3）當物體所處的深度增加時，物體排開水的體積不變，由阿基米德原理可知浮力變化情況．
解答：
（1）實心金屬塊受到水的浮力：
F_浮=G-F_拉=8N-5N=3N，
（2）∵F_浮=ρ_水gV_排；
∴V_排===3×10^-4m³，
金屬塊的體積：
V=2V_排=6×10^-4m³，
∴浸沒在水中受到的浮力：
F_浮′=ρ_水gV_排′=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6×10^-4m³=6N．
重力和浮力的合力為：
F=G-F_浮=8N-6N=2N
（3）當物體所處的深度增加時，V_排不變，
∵F_浮=ρ_水V_排g，
∴物體受到的浮力不變．
故答案為：3；2；不變．
點評：本題考查了學生對浮力的計算、阿基米德原理、同一直線上二力的合成的了解與掌握，注意同一直線上二力有同向和反向兩種情況．利用好稱重法測浮力是本題的關鍵．注意隱含條件（物體浸沒在水中，物體的體積V=V_排）的使用．