Question

【題目】如圖所示的小球重5N，用彈簧測力計掛著小球，并使小球的 體積浸在容器的水中，此時彈簧測力計的示數為2N．（ ρ水=1.0×103kg/m3 ， g取l0N/kg）

（1）求小球有 體積浸在水中時受到的浮力；
（2）求小球的體積；
（3）把小球從彈簧測力計取下，浸沒在容器的水中后放手，求小球靜止時受到的浮力．

Answer 1

【答案】
（1）解：F浮=G球﹣F示=5N﹣2N=3N
（2）解：由F浮=ρ水gV排得，小球排開水的體積：

V排= = =3×10﹣4m3，

由于小球 的體積浸沒在水中時，則物體體積：V= V排= ×3×10﹣4m3=7.5×10﹣4m3

（3）解：小球浸沒在水中所受的浮力：F浮′=ρ水gV排=1×103kg/m3×10N/kg×7.5×10﹣4m3=7.5N＞5N，

即F浮′＞G，所以，小球浸沒在水中所受的浮力放手后會上浮，最終漂浮，

所以小球上浮，則小球靜止時漂浮，浮力F'浮=G球=5N．

【解析】（1）利用二次稱重法求出物體受到水的浮力；（2）根據F浮=ρgV排求出小球的一半體積浸沒在水中時排開水的體積，然后求出小球的總體積；（3）根據F浮=ρgV排求出小球浸沒在水中所受的浮力，然后與重力比較可判斷小球所處的狀態，再根據物體漂浮條件求出浮力大小．
【考點精析】解答此題的關鍵在于理解阿基米德原理的相關知識，掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個規律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排，以及對浮力大小的計算的理解，了解浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排．