Question

4．有一個(gè)邊長為3cm，密度為2×10³kg/m³的一個(gè)立方體橡皮泥塊．（g取10N/kg）
（1）浸沒在水中時(shí)，求出它受到的浮力是多大？
（2）把這塊橡皮泥捏成一只小船，使其漂浮在水面上小船受到的浮力是多少？求出此時(shí)的小船排開水的體積？

Answer 1

分析 （1）浸沒在水中，根據(jù)邊長求出物體體積，利用阿基米德原理即可求所受浮力；
（2）當(dāng)把這塊橡皮泥捏成一只小船，浮在水面，根據(jù)物體的漂浮條件浮力等于重力，所以求出物體的重力即可得知小船所受的浮力．再根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排公式變形可求得此時(shí)的小船排開水的體積．

解答 解：（1）因?yàn)橄鹌つ嘟�沒在水中，V_排=V_橡=（0.03m）³=2.7×10^-5m³；
F_浮=G_排=ρ_水g V_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×2.7×10^-5m³=0.27N；
（2）把橡皮泥捏成小船，質(zhì)量不變，重力不變，由G=mg和$ρ=\frac{m}{V}$可得，
橡皮泥漂浮時(shí)，根據(jù)二力平衡的條件，小船受到的浮力：
${F}_{浮}^{′}$=G_橡=ρ_橡g V_橡=2.0×10³kg/m³×10N/kg×2.7×10^-5m³=0.54N；
由F_浮=ρ_水g V_排可得，此時(shí)的小船排開水的體積：
${V}_{排}^{′}$=$\frac{{F}_{排}^{′}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.54N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5.4×10^-5m³．
答：（1）浸沒在水中時(shí)，它受到的浮力是0.27N；
（2）把這塊橡皮泥捏成一只小船，使其漂浮在水面上小船受到的浮力是0.54N；此時(shí)小船排開水的體積為5.4×10^-5m³．

點(diǎn)評 本題是一道關(guān)于浮力問題的綜合計(jì)算題，解題的關(guān)鍵：一是掌握兩種浮力的計(jì)算方法（阿基米德原理、漂浮條件），二是用好“F_浮?V_排”（知道浮力求排開水的體積，知道排開水的體積求浮力）．