Question

4．如圖所示，放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重4N，底面積100cm²，彈簧測力計的掛鉤上掛著重為10N的物塊，現(xiàn)將物塊浸沒水中，容器內(nèi)水面由16cm上升到20cm（g=10N/kg）．
求：
（1）物塊排開液體的體積；
（2）物塊排開液體的重量；
（3）物塊受到的浮力；
（4）此時彈簧測力計的示數(shù)．

Answer 1

分析 （1）先計算出水面上升的高度，根據(jù)V=Sh計算排開水的體積；
（2）根據(jù)密度計算公式ρ=$\frac{m}{V}$和重力計算公式G=mg計算出排開液體的重量；
（3）根據(jù)阿基米德原理F_浮=G_排計算物塊受到的浮力；
（4）對物體受力分析，根據(jù)F=G-F_浮計算彈簧秤的示數(shù)．

解答 解：（1）物塊浸沒水中后水面上升的高度h=20cm-16cm=4cm，
所以物塊排開液體的體積V=Sh=100cm²×4cm=400cm³；
（2）根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$得，m=ρV，物塊排開液體的重量G=mg=ρVg=1.0×10³kg/m³×4×10^-4m³×10N/kg=4N；
（3）因排開水的體積為V=4×10^-4m³，則物塊的浮力為：
F=ρgV=1.0×10³kg/m³×10N/kg×4×10^-4m³=4N；
（4）彈簧測力計的示數(shù)F=G-F_浮=10N-4N=6N．
答：（1）物塊排開液體的體積是400cm³；
（2）物塊排開液體的重量是4N；
（3）物塊受到的浮力是4N；
（4）此時彈簧測力計的示數(shù)是6N．

點評 本題考查浮力的計算、阿基米德原理的應(yīng)用，解答此題的關(guān)鍵是熟練運用浮力的計算公式．