Question

一个重力为8牛的实心金属块，挂在弹簧测力计下，将其一半体积浸入水中时，弹簧测力计的示数为5牛，此时金属块所受的浮力为    牛；若把金属块全部浸入水中时，金属块所受的浮力与重力的合力为    牛，继续增加金属块在水中所处的深度，受到的浮力将    ．（选填“变大”、“不变”或“变小”）

Answer 1

【答案】分析：（1）利用二次称重法求出物块受到水对它的浮力；
（2）根据已求出的金属块受的浮力（浸入一半体积），求出排开水的体积（金属块的一半体积），再利用阿基米德原理求金属块受到的浮力．金属块在水中受三个力：重力、浮力、弹簧测力计对金属块的拉力，重力和浮力的合力也就是弹簧测力计对金属块的拉力；
（3）当物体所处的深度增加时，物体排开水的体积不变，由阿基米德原理可知浮力变化情况．
解答：解：
（1）实心金属块受到水的浮力：
F_浮=G-F_拉=8N-5N=3N，
（2）∵F_浮=ρ_水gV_排；
∴V_排===3×10^-4m³，
金属块的体积：
V=2V_排=6×10^-4m³，
∴浸没在水中受到的浮力：
F_浮′=ρ_水gV_排′=1.0×10³kg/m³×10N/kg×6×10^-4m³=6N．
重力和浮力的合力为：
F=G-F_浮=8N-6N=2N
（3）当物体所处的深度增加时，V_排不变，
∵F_浮=ρ_水V_排g，
∴物体受到的浮力不变．
故答案为：3；2；不变．
点评：本题考查了学生对浮力的计算、阿基米德原理、同一直线上二力的合成的了解与掌握，注意同一直线上二力有同向和反向两种情况．利用好称重法测浮力是本题的关键．注意隐含条件（物体浸没在水中，物体的体积V=V_排）的使用．