Question

如圖所示，將重力為9.8牛的金屬塊A用細(xì)線吊著，現(xiàn)將其一半浸入到盛滿水的溢水杯中時，溢出的水的重力為2牛，此時金屬塊A所受浮力的大小為________牛．從金屬塊A下表面與水面接觸，直至A上表面與水面恰好相平，在這過程中細(xì)線所受的拉力大小的變化范圍為________．

Answer 1

2    9.8～5.8N
分析：（1）利用阿基米德原理可知金屬塊受到的浮力；
（2）根據(jù)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、細(xì)線對金屬塊的拉力，重力和浮力的合力也就是細(xì)線所受的拉力．
解答：
（1）根據(jù)阿基米德原理可知：金屬塊A受到水的浮力：
F_浮=G_排=2N，
（2）金屬塊A下表面與水面接觸時，細(xì)線所受的拉力F₁=G=9.8N；
∵V_排=V，∴V=2V_排，
∴金屬塊A上表面與水面恰好相平，即物體浸沒時，
受到水的浮力F_浮′=ρ_水gV=ρ_水g×2V_排=2ρ_水gV_排=2G_排=2×2N=4N，
∴這時細(xì)線所受的拉力為F=G-F_浮′=9.8N-4N=5.8N；
∴從金屬塊A下表面與水面接觸，直至A上表面與水面恰好相平，在這過程中細(xì)線所受的拉力大小的變化范圍是9.8～5.8N．
故答案為：2；9.8～5.8N．
點評：本題考查了學(xué)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．注意隱含條件（物體浸沒在水中，物體的體積V=V_排）的使用．