Question

5．體積為10dm³，重力為95N的鐵球投入水中，靜止時(shí)受到的浮力為多少？要將此球一半浸入水中，必須用多大的豎直向上的拉力作用在球上？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)物體與液體的密度大小判斷物體的狀態(tài)，然后由阿基米德原理或物體的浮沉條件確定浮力的大小．
（2）將此球一半浸入水中，受到的浮力為全部浸沒時(shí)所受浮力的一半，據(jù)此求出浮力，然后根據(jù)力的合成和力的平衡確定豎直向上的拉力的大小．

解答 解：（1）由阿基米德原理可知，當(dāng)鐵球浸沒在水中時(shí)，V_排=V=10dm³=1×10^-2m³，
受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-2m³=100N＞95N，
可見，鐵球最后漂浮在水面上，
根據(jù)漂浮的條件知：受到的浮力等于它受到的重力，即F′_浮=G=49N．
（2）將此球一半浸入水中，受到的浮力為${F}_{浮}^{″}$=$\frac{1}{2}$F_浮=$\frac{1}{2}$×100N=50N，
根據(jù)力的平衡和力的合成可知，F(xiàn)_拉=G-${F}_{浮}^{″}$=95N-50N=45N．
答：鐵球靜止時(shí)受到的浮力為100N；將此球一半浸入水中，必須用45N的豎直向上的拉力作用在球上．

點(diǎn)評 本題考查阿基米德原理的直接應(yīng)用，同時(shí)考查二力平衡和力的合成，解答時(shí)要注意根據(jù)物體的浮沉條件判斷物體的狀態(tài)，再確定所受浮力的大�。�